利用层状反铁磁体中的磁子-激子耦合实现微波-光转换
微波频率量子系统与低损耗光链路之间的相干接口对于量子网络至关重要。然而,现有的微波-光学转换器往往需要在转换效率与附加噪声、带宽和设备集成性之间进行权衡。该研究团队通过层状反铁磁体CrSBr中的磁子-激子耦合,实现了基于微波至光学相干转换的突破。微波信号驱动反铁磁共振时,会在反射光学探针上留下相干调制印记,从而在激子跃迁附近产生共振增强的光学边带。此前基于磁子的微波-光转换方案通常依赖于本征微弱的非共振磁光效应(如法拉第旋转),而该方案利用了激子共振处的强光-物质相互作用。即使在无腔增强的块体晶体中,研究人员仍观察到约300 MHz本征宽带窗口内的相干转换。该工作进一步表明,多个激子-极化激元共振继承了磁子耦合响应,这为拓宽可用光学失谐范围和降低光学耗散提供了新途径。这些发现确立了层状磁体中磁子耦合激子作为宽带微波-光学接口的可扩展平台,通过减小磁体积和腔集成等途径,有望实现更高协作性。

