钇铁石榴石(YIG)基盘与环形微腔中的磁振子-光子耦合
光磁介电谐振腔为实现微波与光学光子单量子级别的双向转换提供了极具前景的平台。当前该转换技术的主要瓶颈在于磁光相互作用强度不足,制约了其在量子技术中的实际应用,其根源是光学模式与磁振子模式的空间重叠区域过小。本研究表明,采用圆盘和环形几何结构可显著提升模式重叠度。通过分析钇铁石榴石不同尺寸微盘/微环腔内光学回音壁模式与磁振子基特尔模式的相互作用体积,发现二者耦合强度最高可提升至约4.5 kHz。理论计算表明,对于半径5微米的小型圆盘,在约100微瓦的优化光功率下可实现单位转换效率,这一条件在实验中具备可行性。文章还探讨了进一步提升相互作用强度的优化策略。
