天博·体育全站app官网_杨兰研究组实现线宽可调的超低阈值声子激光

日前，美国圣路易斯华盛顿大学杨兰教授研究组精妙利用耦合光机械微腔中的无法解释点附近的类似物理性质，构建线宽固定式的超低阈值声子激光。声子激光是光学激光的声子版本，可以在具备光机械效应的耦合光学微腔中构建。

该项工作用一对玻璃做成的耦合的回音壁模式的微型环芯腔构建声子激光。研究人员在实验中用表面镀有金属铬的针尖附近其中一个回音壁模式微腔，由于金属铬在实验所用的1550nm光学波段光场具备很强的光吸收，因此通过调节镀铬针尖与回音壁模式微腔的距离，可以在较小范围内调节回音壁模式微腔的光力学系统亲率。

实验中中用的耦合光机械微腔不存在一个类似的热力学点，称作无法解释点（Exceptionalpoint），通过利用镀铬针尖对回音壁模式微腔光力学系统亲率的大范围调节，可以使得系统穿越此无法解释点。由于实验中用的耦合光机械系统在无法解释点附近不会经常出现很多新奇的物理效应如光机械耦合的有效地强化、光机械非线性的强化、以及系统流形性质的变化，当研究人员在无法解释点附近调控声子激光时，在实验上观测到一系列新奇的物理特性。首先，在无法解释点附近观测到了声子激光阈值的忽然减少。

在实验中，当输出微腔中的光场的功率超过一定的阈值时，才能看见输入声学场的相干性不道德，即转入声子激光区，具体表现为声学场输出功率的忽然提升，以及输入声学场线宽的忽然变宽。从物理上谈，这是为了确保输出能量充足强劲使得作为增益介质的光学超模可以构建粒子数翻转。这一阈值即为声子激光的阈值。

一般来说，声子激光的阈值是较高的，这容许了声子激光的应用于。研究人员在实验中找到在无法解释点附近调节声子激光时，可以有效地将声子激光的阈值减少两个数量级以上，这为声子激光在黯淡信号处理、乃至在量子器件方面的应用于获取了新思路。其次，在无法解释点附近看见了声子激光线长的大范围变化，这使得我们在无法解释点附近可以构造线宽阔范围固定式的相干性声学信号探测器。

这一特性在微纳传感领域将至关重要。事实上，将声子激光用作传感的一个主要必须解决问题的问题是声子激光的可回声性，以使得声子激光作为相干性声学信号探测器可以与被测对象有较好的号召。

以成像观测为事例，一般来说待观测的成像源比特率较宽且所属的频带不确认，必须探测器号召比特率在较小范围内固定式，我们所构建的固定式声子激光为成像信号的观测获取了有可能。

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