反向设计的高光子-声子耦合无释放光机械晶体

光与力学相互作用为光学与微波频率信号之间提供了强大的接口,其应用涵盖经典信号处理和量子技术。高性能光力器件需要同时具备强光子-声子耦合和对寄生激光加热的耐受性。与悬浮纳米梁相比,无释放式光力晶体提供了更好的热锚定性能,但迄今为止其真空光力耦合率较弱,导致耦合强度与热鲁棒性之间存在权衡。在这项工作中,该团队很大程度上弥补了这一差距:该团队设计并实验演示了一种无释放式硅光力晶体,其真空光力耦合率创下纪录,约为 gOM/(2π)=800 kHz,与最先进的悬浮器件相当。由此产生的光力散射率 ΓOM/(2π)=1.1 kHz,几乎是之前无释放式实现的两倍。这一性能是通过将物理引导的人类直觉与本文引入的用于共振光力结构的多物理场逆设计算法相结合而实现的。除了所展示的特定器件外,该逆设计框架还可更广泛地应用于光学和机械谐振及其本征模的协同优化。这些成果巩固了无释放式光力晶体作为快速、低噪声经典与量子光力学的平台地位。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-05-05 16:07

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