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研究人员从理论上研究了一种二次型光机械系统，该系统包含一个单模光学腔，该腔与第一个机械谐振器呈线性耦合，与第二个谐振器呈二次耦合。通过调节腔失谐和光机械耦合强度，该团队实现了从光学双稳态到最多具有七个稳态解的多稳态转变。值得注意的是，在非线性稳态解的动态稳定分支上，两个机械谐振器可同时实现基态冷却，这为结合非线性光学与量子冷却功能提供了新机遇。在多稳态区域之外，研究人员系统研究了双模基态冷却，发现除线性与二次耦合强度相近时会引发暗模式效应外，在广泛参数范围内均可实现稳健的双模同步冷却。针对暗模式干扰情况，调节二阶光机械诱导频移能有效抑制其影响，从而实现可控的同步基态冷却。该研究成果为光机械系统中多模量子态的工程设计提供了通用框架，并为开发超灵敏传感器、可扩展量子存储器及集成量子网络等多功能量子器件开辟了新途径。