【摘 要】
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腔光力学是将光学微腔与机械振子结合起来研究光场和机械振子之间相互作用的前沿学科。近年来,得益于微纳加工工艺的巨大进步,光学微腔品质因子不断提高,模式体积越来越小,腔光力学得到快速发展,在基态冷却、基础物理、声子激光以及弱力传感等方面应用广泛。与此同时,奇异点光力学系统的性质和应用近年备受关注,显示出巨大的发展潜力。奇异点特殊的物理机制产生了手性激光、快慢光转换以及非互易光学传输等很多新奇的物理效应
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腔光力学是将光学微腔与机械振子结合起来研究光场和机械振子之间相互作用的前沿学科。近年来,得益于微纳加工工艺的巨大进步,光学微腔品质因子不断提高,模式体积越来越小,腔光力学得到快速发展,在基态冷却、基础物理、声子激光以及弱力传感等方面应用广泛。与此同时,奇异点光力学系统的性质和应用近年备受关注,显示出巨大的发展潜力。奇异点特殊的物理机制产生了手性激光、快慢光转换以及非互易光学传输等很多新奇的物理效应。其中,奇异点可以提高测量精度的特点使得其在光学灵敏探测方面的应用受到广泛关注。本文我们在腔光力系统中讨论了两种不同的情况。第一种情况是在耦合三个纳米粒子的回音廊模式谐振微腔中通过奇异点处的光力诱导透明现象来实现对第三个粒子的探测,解析求解了该模型中探测光的透射率及群延迟的表达式,并详细讨论了第三个粒子的存在对透射谱的影响。我们的结果表明:第三个粒子的存在可以使得光力诱导透明现象在奇异点处更为敏感,这一方面为调节光的传播提供了一种更高度灵敏的方法,另一方面也可以通过探测光的输出谱变化来识别第三个粒子的存在,从而实现对粒子探测。此外,我们还发现调整纳米粒子的相对位置使系统处于靠近或远离奇异点可以实现探测光由慢光到快光的转变。在第一种情况的基础上,考虑第三个粒子有内部自由度,即耦合两个纳米粒子及一个二能级原子的回音廊模式的谐振腔中,研究二能级原子与腔场之间的耦合强度对透射谱的影响。我们的结果表明:通过透射谱的变化,反过来可以实现对原子与腔场之间的耦合强度的探测,并且我们证明了使系统处于奇异点附近可以增强探测的灵敏度。值得一提的是,调节原子与腔场之间的耦合强度还可以用来操纵探测光的群延迟及超前。
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