非周期腔链的光力学特性

赵永红，四川师范大学物理与电子工程学院教授。近年来主要研究凝聚态物理和量子光学的交叉领域的问题，课题组自主开发了基于二次量子化和海森堡运动方程的量子光学软件包OMPY，用于求解复杂光力学系统的吸收特性、光速减慢效应、谱函数等物理性质，可用于设计基于光力学器件的量子系统，进行拓扑光子晶体和拓扑声子晶体的原理及调控研究等。

光力学系统通常是一个由固定的镜子加一个可移动的镜子或力学膜组成的光学腔，可移动的镜子或膜通过辐射压与腔场耦合。光力学系统可用于冷却机械谐振子、产生宏观量子叠加态和光速减慢等。

目前大多数研究工作集中在单模和双模光力学系统，而多模光力学系统则更具应用价值。在多模光力学系统中，研究人员多关注周期性排列的光力学晶格的色散关系，而对非周期性多模光力学系统的研究则相对较少。结合OMPY和第一性原理方法，如VASP或RESCU，还可以研究一些由新材料构成的复杂光力学系统的吸收特性。

四川师范大学赵永红研究组在近期发表于Frontiers of Physics上的“Optomechanical properties of a degenerate nonperiodic cavity chain”一文中提出一种非周期排列的腔链系统（图1）。他们使用新开发的程序包OMPY（OptoMechanics by PYthon）研究了非周期排列的光力学腔链的吸收谱及其精确调控。研究表明，根据光力学相互作用是在链中的奇数位置还是偶数位置，其共振点附近的吸收谱显示可切换的透明窗口和吸收峰，同时还研究了其吸收谱值随系统中裸光学腔的数量变化的情况。这些计算结果可能具有一些新颖的应用，比如检测光力学相互作用在腔链中的位置，这对基于光力学系统的量子信息处理将是非常有用的。

全文请下载：

Miao-Miao Zhao, Zhuo Qian, Bang-Pin Hou, Yong Liu, and Yong-Hong Zhao, Optomechanical properties of a degenerate nonperiodic cavity chain, Front. Phys. 14(2), 22601 (2019)

图1 二次耦合光力学腔链的示意图.

Jun-Hao Liu, Yu-Bao Zhang, Ya-Fei Yu, and Zhi-Ming Zhang, Photon-phonon squeezing and entanglement in a cavity optomechanical system with a flying atom, Front. Phys. 14(1), 12601 (2019)

Zhi-Rong Zhong, Xin Wang, and Wei Qin, Towards quantum entanglement of micromirrors via a two-level atom and radiation pressure, Front. Phys. 13(5), 130319 (2018)

Yi-Wen Hu, Yun-Feng Xiao, Yong-Chun Liu, and Qihuang Gong, Optomechanical sensing with on-chip microcavities, Front. Phys. 8(5), 475 (2013)