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聲光強耦合可通過耳語廊效應實現

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聲光強耦合可通過耳語廊效應實現



倫敦帝國理工學院、牛津大學和國家物理實驗室的研究人員利用耳語廊效應， 證實光和高頻聲波之間存在“強耦合機制” 。 這一發現不僅會對傳統及量子信息處理技術產生重大影響， 還可以大規模測試量子力學行為 。 相關論文于近日發表在著名的《光學》雜志上 。
研究小組主要利用了“耳語廊模式共振” 。 這種現象是以19世紀在圣保羅大教堂觀察到的一種效果命名的 。 在圣保羅大教堂， 當你面對拱廊一端墻壁輕聲說話， 會經由教堂的巨型圓頂， 清楚傳到對面墻壁， 使在另一側的人清楚聽到你說話的內容 。
研究人員通過錐形光纖將光注入光學微諧振器中， 光圍繞微小圓形玻璃結構的表面多次反射， 在結構內部循環數千次， 由于玻璃環形諧振器可以儲存大量的光， 這些光能“搖晃”材料中的分子， 產生聲波 。
【聲光強耦合可通過耳語廊效應實現】當光在圓形玻璃結構上循環時， 可與11吉赫（GHz）的聲波相互作用， 導致光向相反方向散射 。 這種相互作用可允許能量以一定的速率在光和聲波之間交換 。 然而， 光場和聲場都會由于類似摩擦的過程而發生衰減， 阻止兩者耦合 。 該小組利用兩個耳語廊模式共振克服了這一挑戰， 并且獲得了大于類摩擦過程的耦合速率 。 在微小的玻璃結構中， 實現了光和高頻聲波相互耦合 。
研究小組正準備在接近絕對零度的溫度下開展進一步實驗， 以探索量子力學行為， 發展量子技術 。

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