微型环芯腔系统中的光机械非线性效应及其应用研究

基本信息
批准号:11674194
项目类别:面上项目
资助金额:72.00
负责人:张靖
学科分类:
依托单位:清华大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:谈自忠,杨楠,朱昌龙,赵艳军,淮赛男,刘玉龙,孙贺
关键词:
光学微腔声子光子阻塞光力非线性微型环芯腔混沌与孤子
结项摘要

Microtoroid resonator fabricated on silicon chip is a new type of photon device developed recently. Due to the ultra-high quality factor and smaller mode volume, the microtoroid resonator is a good candidate to demonstrate optomechanical effects. In this project, we will focus on the nonlinear photon and phonon manipulation and its applications in microtoroid resonator induced by the nonlinear optomechanical effects. The main content includes: (1) research on the generation and control of low-threshold optomechanical nonlinearity, by which we expect to obtain the fabrication process and accessible experimental design to decrease the threshold to observe optomechanical nonlinearity; (2) research on the nonlinear photon and phonon effects induced by optomechanical nonlinearity, which involve photon and phonon blockade effects, chaotic modulation and synchronization, and the field localization induced by optomechanical nonlinearity; (3) research on applications of optomechanical nonlinearity, which includes the construction of photon and phonon devices induced by optomechanical nonlinearity in microtoroid resonator, the transmission of information, and sensing. The main purpose of the project is to study the physical mechanism of enhancing optomechanical nonlinearity, various physical properties in the aspects of photon and phonon for microtoroid resonator, and gives the experimental designs and demonstrations to pave the way for the possible applications of this new type of device.

芯片上微型环芯腔系统是近年来发展起来的新型光子器件。因其具有极高的品质因子,极小的模式体积,因此可作为很好的验证光机械效应的器件。本课题旨在针对微型环芯腔光机械系统在非线性光子与声子调控方面的性质与应用展开研究。主要研究内容包括:(1)低阈值光机械非线性的产生与调控,预期得到降低光机械非线性效应阈值的样品加工工艺和可行的实验方案设计;(2)光机械非线性引起的非线性光学与力学现象研究,主要涉及光子声子阻塞效应,混沌调制与同步,光机械非线性引起的场的局域化效应等;(3)光机械非线性的应用,主要涉及微型环芯腔系统光机械非线性在构建声子光子器件、信息传输、传感等方面的应用。本课题研究的目标在于针对微型环芯腔系统,探讨光机械非线性的物理增强机制,所引起的声光方面的新奇物理特性,并给出可能的实验方案设计与演示,为这一新型光子声子器件可能的应用做出探索。

项目摘要

芯片上微型环芯腔系统是近年来发展起来的新型光子器件。因其具有极高的品质因子,极小的模式体积,因此可作为很好的验证光机械效应的器件。本课题针对微型环芯腔光机械系统在非线性光子与声子调控方面的性质与应用展开研究。主要取得的成果包括:(1)利用耦合微腔系统实验实现了极低阈值光机械非线性效应,并进一步应用于相干光机械效应即声子激光的线宽调控;(2)研究了光机械非线性引起的非线性光学与力学现象,主要涉及光机械诱导透明的调控,光机械边带调节以及与之相关的慢光调控,光机械非线性引起的机械振子同步等;(3)发现了光机械非线性在微振动和粒子传感的增强作用,通过引入光机械非线性孤子和光机械混沌效应,有效提高了微振动和粒子传感的精度。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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