光机械系统中强光场与弱量子信号在三模参量相互作用下的非互易性

该研究团队在一个由三模参量相互作用驱动的可重构光力学平台上,实现了强经典光场与弱量子信号的双向非互易光学传输。该平台采用模块化设计,每个三模光力学系统作为基本功能单元。在独立工作时,单个单元即可实现经典光场的非互易传输:本征光力学非线性产生的不对称辐射压力诱导非互易机械位移,通过光力学反馈调控腔场强度,从而无需参数初始化即可完全隔离反向传输。对于量子信号,平台通过激活两个单元间的光子与声子交换通道进行重构,此时非互易性源于直接光子跳跃与间接转换路径间的量子干涉——相长干涉实现单向低损耗传输,相消干涉则完全抑制反向传输。在绝热消除辅助模后,可通过设计光力学诱导的机械耗散来调控最佳非互易频率点,并权衡插入损耗与非互易带宽的关系。与边带分辨条件下的双模系统相比,这种三模器件所需控制场功率更低,在经典与量子领域的光学非互易应用中展现出多重优势。
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提交arXiv: 2026-01-19 09:10

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