伦敦帝国理工学院、牛津大学和国家物理实验室的研究人员利用耳语廊效应, 证实光和高频声波之间存在“强耦合机制” 。 这一发现不仅会对传统及量子信息处理技术产生重大影响, 还可以大规模测试量子力学行为 。 相关论文于近日发表在著名的《光学》杂志上 。
研究小组主要利用了“耳语廊模式共振” 。 这种现象是以19世纪在圣保罗大教堂观察到的一种效果命名的 。 在圣保罗大教堂, 当你面对拱廊一端墙壁轻声说话, 会经由教堂的巨型圆顶, 清楚传到对面墙壁, 使在另一侧的人清楚听到你说话的内容 。
研究人员通过锥形光纤将光注入光学微谐振器中, 光围绕微小圆形玻璃结构的表面多次反射, 在结构内部循环数千次, 由于玻璃环形谐振器可以储存大量的光, 这些光能“摇晃”材料中的分子, 产生声波 。
【声光强耦合可通过耳语廊效应实现】当光在圆形玻璃结构上循环时, 可与11吉赫(GHz)的声波相互作用, 导致光向相反方向散射 。 这种相互作用可允许能量以一定的速率在光和声波之间交换 。 然而, 光场和声场都会由于类似摩擦的过程而发生衰减, 阻止两者耦合 。 该小组利用两个耳语廊模式共振克服了这一挑战, 并且获得了大于类摩擦过程的耦合速率 。 在微小的玻璃结构中, 实现了光和高频声波相互耦合 。
研究小组正准备在接近绝对零度的温度下开展进一步实验, 以探索量子力学行为, 发展量子技术 。
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