포토닉-분자 캐비티 옵토메카니컬 시스템에서의 조절 가능한 광학 바이스테빌리티와 사파동 혼합

요약

두 개의 속삭임 갤러리 모드(WGM) 마이크로캐비티로 구성된 복합 포토닉-분자 캐비티 옵토메카니컬 시스템에서 광학 바이스테빌리티와 사파동 혼합(FWM) 등 비선형 광학 현상을 이론적으로 조사했습니다. 하나의 WGM 캐비티는 높은 캐비티 소산 κ를 가진 옵토메카니컬 캐비티이고, 다른 하나는 고품질 인자(Q)를 가진 보조 일반 광학 캐비티입니다. 두 캐비티 간 결합 강도 J, 두 캐비티의 감쇠율 비율 δ, 펌프 파워 P 등의 시스템 파라미터를 제어하여 광학 바이스테빌리티를 조절할 수 있습니다. 또한 다양한 파라미터 영역에서 정규 모드 분열을 보이는 FWM 프로세스도 FWM 스펙트럼에서 조사했습니다. 본 연구는 복합 포토닉-분자 옵토메카니컬 시스템의 비선형 현상에 대한 추가적 통찰을 제공할 수 있습니다.

배경

옵토메카니컬 시스템(OMS)[1]은 광학 캐비티가 기계적 공진자와 결합되어 복사압 유도 코히어런트 광자-포논 상호작용을 탐구하는 시스템으로, 기계적 공진자와 전자기장 조작 플랫폼을 제공하며 포논 레이저[2,3], 센싱[4], 포논 스퀴징[5], 스퀴즈드 라이트 구현[6-8], 바닥상태 냉각[9-11], 옵토메카니컬 유도 투명도(OMIT)[12-15]를 통한 고체소자 내 빛 저장[16,17] 등 잠재적 응용으로 주목받고 있습니다. 단일 OMS에 집중되던 연구가 다중 광학/기계 모드 통합 복합 OMS로 확장되는 추세입니다[18-21]. 복합 OMS 기반으로 양자 상태 전송[22], OMIT 유사 포논 냉각[23], 옵토메카니컬 다크 모드[24], 포논 매개 전자기 유도 흡수[25] 등이 광범위히 연구되었습니다. 수많은 복합 OMS 중, 옵토메카니컬 효과를 가진 두 개의 직접 결합된 WGM 마이크로캐비티(포토닉-분자[26,27])는 자연스러운 확장으로 주목받고 있습니다. 복합 포토닉-분자 옵토메카닉스에는 복사압 유도 옵토메카니컬 상호작용과 조정 가능한 포톤 터널링을 통한 캐비티-캐비티 결합이라는 두 상호작용이 공존하며, 이로 인해 포논 레이징[2,3], 카오스[28], 바닥상태 냉각[23], 코히어런트 빛 전송 제어[25,29,30] 등 흥미로운 현상이 발생합니다.

한편 OMS는 빛-물질 상호작용의 비선형 효과 연구 플랫폼도 제공합니다. OMS의 모든 비선형 현상 중 광학 바이스테빌리티와 사파동 혼합(FWM)은 연구자들의 관심을 끄는 대표적 비선형 광학 현상입니다. 최근 보즈-아인슈타인 응축체 캐비티 OMS[31,32], 양자우물 OMS[33], 초저온 원자[34,35], 기타 하이브리드 OMS[36,37] 등 다양한 OMS에서 평균 캐비티 내 광자 수의 바이스테빌리티 거동이 광범위히 연구되었습니다. 또한 FWM은 강한 펌프 레이저(주파수 ω_p)와 약한 프로브 레이저(주파수 ω_s)로 캐비티를 구동할 때, 두 펌프 광자가 기계적 모드를 매개로 프로브 광자와 혼합하여 2ω_p−ω_s 주파수의 아이다러 광자를 생성하는 과정으로, 강한 결합 OMS에서의 모드 분열[38], 코히어런트 기계 구동 OMS[39,40], 이중모드 캐비티 OMS[41] 등에서 연구되었습니다. 그러나 캐비티 간 결합 강도 J가 핵심 역할을 하는 복합 포토닉-분자 OMS에서 광학 바이스테빌리티와 FWM은 거의 연구되지 않았습니다.

본 연구에서는 두 개의 WGM 마이크로캐비티로 구성된 복합 포토닉-분자 캐비티 옵토메카니컬 시스템을 고려합니다. 하나는 고캐비티 소산 κ를 가진 옵토메카니컬 캐비티 c(고 Q 없음)이고, 다른 하나는 고품질 인자(Q)를 가지나 큰 모드 부피(V)를 가진 보조 일반 광학 캐비티 a입니다[42]. Liu 등[43]이 보인 바와 같이, 단일 공진기에서 고 Q와 작은 V를 동시에 달성하기는 어렵습니다. 포토닉-분자 옵토메카닉스에서는 고캐비티 소산을 가진 원래 OMS c를 고 Q지만 큰 V를 가진 보조 캐비티 모드 a와 결합시킴으로써, 동일 캐비티에 대한 고 Q와 작은 V 요구사항을 해소할 수 있습니다. 우리는 비율 파라미터 δ=κ_c/κ_a를 도입하여(κ_c=ω_c/Q_c, κ_a=ω_a/Q_a는 캐비티 모드 c와 a의 감쇠율, ω_c와 ω_a는 캐비티 c와 a의 주파수) 포토닉-분자 옵토메카닉스의 비선형 효과를 조사합니다. 옵토메카니컬 캐비티 c는 펌프 레이저로 구동되고, 보조 캐비티 a는 프로브 레이저로 구동됩니다. 캐비티 c는 캐비티 a와 에버네선트 필드로 결합하며, 두 캐비티 간 결합 강도 J는 두 WGM 캐비티 간 거리 변화로 제어 가능합니다[26]. 캐비티 간 결합 강도 J를 변화시켜 복합 포토닉-분자 OMS 기반의 광학 바이스테빌리티와 FWM을 조사함으로써, J 조절로 조정 및 제어 가능한 광학 바이스테빌리티와 FWM을 달성했습니다. 또한 파라미터 δ와 펌프 파워 P 조절로 FWM 프로세스를 제어할 수 있습니다.

모델 및 이론

포토닉-분자 옵토메카닉스는 그림 1에 도시되어 있습니다. 첫 번째 캐비티는 펌프 레이저(주파수 ω_p, 진폭 ε_p=√(P/ħω_p))로 구동되는 주파수 ω_c의 광학 모드 c를 지지합니다. 복사압은 기계적 공진자 주파수 ω_m인 기계적 모드 b를 유도하며, 단일광자 옵토메카니컬 결합률은 g=g₀x₀(g₀=ω_c/R, R은 캐비티 c 반경), 기계적 진동자의 영점 변동은 x₀=√(ħ/2Mω_m)[13]입니다. 그러면 옵토메카닉스 c의 해밀토니안은[13]

H_c = ħΔ_c c†c + ħω_m b†b - ħg a†a(b†+b) + iħ√(κ_ce)ε_p(c†-c) (1)

여기서 Δ_c=ω_c-ω_p는 펌프장과 캐비티 c의 디튠입니다. c, c†는 캐비티 모드 c의 보존 소멸/생성 연산자, b†(b)는 기계적 모드의 생성(소멸) 연산자입니다. 보조 캐비티는 프로브 레이저(주파수 ω_s, 진폭 ε_s=√(P_s/ħω_s))로 구동되는 광학 모드 a만 지지하며, 해밀토니안은[13]

H_a = ħΔ_a a†a + iħ√(κ_ae)ε_s(a†e^(-iΩt)-ae^(iΩt)) (2)

여기서 Δ_a=ω_a-ω_p는 펌프장과 캐비티 a의 디튠, Ω=ω_s-ω_p는 펌프-프로브 디튠입니다. 두 개의 테이퍼 파이버로 캐비티 모드 a와 c를 여기하며 결합률은 κ_ae, κ_ce입니다. 옵토메카니컬 캐비티 c는 캐비티 a와 에버네선트 필드로 결합하며, 캐비티-캐비티 결합률 J는 두 캐비티 간 거리 변화로 효율적으로 조절 가능합니다[26]. J가 약하면 c에서 a로 에너지 전달이 어렵고, J가 강해지면(거리 감소) 두 캐비티 간 에너지 흐름이 용이해집니다. 두 캐비티 간 선형 결합 상호작용은[26] ħJ(a†c+ac†)로 기술됩니다. 그러면 펌프 주파수 ω_c 회전파 프레임에서 전체 해밀토니안은[3,13,23]

H = ħΔ_a a†a + ħΔ_c c†c + ħω_m b†b + ħJ(a†c+ac†) - ħg a†a(b†+b) + iħ√(κ_ce)ε_p(c†-c) + iħ√(κ_ae)ε_s(a†e^(-iΩt)-ae^(iΩt)) (3)

두 캐비티 모드의 감쇠율 κ=κ_c=κ_a=κ_ex+κ_0(고유 광자 손실률 κ_0, κ_ex는 광학 캐비티에서 전파장으로 나가는 에너지 비율[13]). 단순화를 위해 κ_ex=κ_0=κ_ae=κ_ce 조건과 ω_c=ω_a 조건만 고려합니다.

하이젠베르크 운동방정식 iħ∂_t O=[O,H] (O=a,c,X)를 사용하고 해당 감쇠 및 잡음 연산자를 도입하여 양자 랑주방 방정식을 얻습니다[44]:

∂_t a = -(iΔ_a+κ_a)a - iJc + √(κ_ae)ε_s e^(-iΩt) + √(2κ_a)a_in (4)

∂_t c = -(iΔ_c+κ_c)c + igcX - iJa + √(κ_ce)ε_p + √(2κ_c)c_in (5)

∂_t² X + γ_m ∂_t X + ω_m² X = 2gω_m c†c + ξ (6)

여기서 X=b†+b는 위치 연산자, γ_m은 공진자 감쇠율. a_in, c_in은 랑주방 잡음으로[45] 상관관계를 가집니다. 공진자 모드는 확률적 힘 과정의 영향을 받으며 상관함수는[46] 식으로 주어집니다.

강한 펌프 레이저로 옵토메카니컬 캐비티 c가 구동될 때, 하이젠베르크 연산자를 정상상태 평균 O_0와 영평균 미세 변동 δO로 분해합니다. 정상상태 값은 캐비티 내 광자 수(n_a=|a_s|², n_c=|c_s|²)를 결정하며, 이들은 다음 식으로 주어집니다:

n_c = κ_ce ε_p² (Δ_a²+κ_a²) / [(Δ'²+κ_c²)(Δ_a²+κ_a²) + 2J²(κ_aκ_c-Δ'Δ_a) + J⁴] (10)

n_a = κ_ce ε_p² J² / [(Δ'²+κ_c²)(Δ_a²+κ_a²) + 2J²(κ_aκ_c-Δ'Δ_a) + J⁴] (11)

여기서 Δ' = Δ_c - 2g²n_c/ω_m. 이 결합 방정식 형태는 광학 바이스테빌리티의 특징입니다. 다음 섹션에서는 펌프 파워 P, 캐비티-캐비티 결합 강도 J, 비율 파라미터 δ 등 바이스테빌리티에 영향을 주는 파라미터를 논의합니다. 변동 연산자의 선형 항만 유지하고 앙자츠[47] 〈δa〉=a_+e^(-iΩt)+a_-e^(iΩt), 〈δc〉=c_+e^(-iΩt)+c_-e^(iΩt), 〈δX〉=X_+e^(-iΩt)+X_-e^(iΩt)를 적용하면 a_- = Λ₁/(Λ₂-Λ₃) (12)를 얻습니다. 표준 입출력 관계[45] a_out(t)=a_in(t)-√(2κ_a)a(t)를 사용하면 출력장 기대값을 얻습니다:

a_out(t) = (ε_p-√(κ_ae)a_s)e^(-iω_p t) + (ε_s-√(κ_ae)a_+)e^(-iω_s t) - √(κ_ae)a_-e^(-i(2ω_p-ω_s)t) (13)

식 (13)에서 출력장은 세 항으로 구성됩니다. 첫 번째는 구동장(진폭 ε_p, 주파수 ω_p), 두 번째는 프로브장(주파수 ω_s, OMIT 관련 반스토크스장), 마지막은 주파수 2ω_p-ω_s의 출력장(스토크스장, FWM 관련)입니다. FWM 과정에서 구동장 광자 두 개와 프로브장 광자 하나가 상호작용하여 2ω_p-ω_s 주파수의 새 광자가 생성됩니다. 프로브장 기준 FWM 강도는[49]

FWM = |√(κ_ae)a_-/ε_s|² (14)

로 정의되며, 옵토메카니컬 결합 강도 g, 펌프 파워 P, 캐비티-캐비티 결합 강도 J, 두 캐비티 감쇠율 비율 δ에 의해 결정됩니다.

수치 결과 및 고찰

이 섹션에서는 식 (10)과 (11)에 따라 두 캐비티의 정상상태 광자 수 n_c, n_a의 바이스테빌리티 거동을 조사합니다. 해석적 바이스테빌리티 조건 표현이 너무 복잡하므로 수치 결과를 제시합니다. Ref.[13,26]과 유사한 파라미터를 선택했습니다: 캐비티 c 파라미터[13]: g₀=12 GHz/nm, γ_m=41 kHz, ω_m=51.8 MHz, κ_c=5 MHz, m=20 ng, λ=750 nm, Q=1500, 펌프 파워 오더는 밀리와트(1 mW=10⁻³ W). 캐비티 a에 대해 ω_a=ω_c, κ_c=κ_a로 설정. 두 캐비티 모드 간 결합 강도 J는 핵심 역할을 하며 바이스테빌리티와 FWM에 영향을 줍니다. 실험적으로 J는 캐비티 c와 a 간 거리에 의존함이 보고되었습니다[26](거리 증가 시 J는 지수적으로 감소). 여기서는 J ~ √(κ_cκ_a) 오더로 예상합니다.

식 (10)과 (11)은 옵토메카니컬 캐비티 c와 일반 캐비티 a의 캐비티 내 광자 수를 주는 결합 삼차 방정식으로 바이스테빌리티 거동을 보입니다. 먼저 J=0 조건, 즉 단일 옵토메카니컬 캐비티 c만 고려합니다. 그림 2a는 세 가지 펌프 파워에서 캐비티-펌프 디튠 Δ_c=ω_c-ω_p 함수로 옵토메카니컬 캐비티 c의 평균 캐비티 내 광자 수 n_c를 그립니다. 펌프 파워가 P=0.4 mW 미만(예: P=0.1 mW)일 때는 곡선이 거의 로렌츠형입니다. 파워 P를 임계값 이상으로 증가시키면 옵토메카니컬 캐비티 c가 바이스테빌리티 거동을 보입니다(P=0.4 mW~0.8 mW 곡선). 초기 로렌츠 공진 곡선이 비대칭이 되며, n_c는 세 개의 실근을 가지며(식 10), 최대와 최소 근은 안정적이고 중간 근은 불안정합니다(그림 2a 타원 표시). 그러나 광학 캐비티 a를 고려하면(J≠0, 예: J=1.0 κ_a), 그림 2b와 같이 바이스테빌리티 거동이 일부 파괴됩니다. 옵토메카니컬 캐비티 c가 광학 캐비티 a와 결합하면 c의 캐비티 내 광자 n_c 일부가 a로 결합되어 n_c가 감소하고 바이스테빌리티가 파괴되기 때문입니다. 그림 2c는 세 가지 펌프 파워에서 결합 강도 J 함수로 n_c를 보여줍니다. n_c는 펌프 파워 P에 의존하며, J 증가에 따라 항상 감소합니다(광자 수가 a로 결합되므로). 더 큰 캐비티-펌프 디튠은 펌프 파워 증가 시 광학 바이스테빌리티 관측에 유리합니다. 그림 2d는 캐비티 a가 적색 사이드밴드(Δ_a=ω_m)와 청색 사이드밴드(Δ_a=-ω_m)일 때 펌프 파워 P 함수로 n_c를 보여주며, 바이스테빌리티는 히스테리시스 루프 거동[50]을 보입니다. 그러나 캐비티-캐비티 결합 J를 고려하지 않은 이중모드 옵토메카니컬 시스템 선행 연구[?]와 결과가 다릅니다. 따라서 결합 강도 J가 바이스테빌리티에 중요한 역할을 합니다.

a J=0에서 세 펌프 파워로 캐비티-펌프 디튠 Δ_c 함수인 옵토메카니컬 캐비티 c의 평균 캐비티 내 광자 수. b J=1.0 κ_a에서 여러 펌프 파워로 Δ_c 함수인 c의 평균 캐비티 내 광자 수. c 세 펌프 파워로 J 함수인 c의 평균 캐비티 내 광자 수 n_c. d Δ_c=Δ_a=ω_m에서 P 함수인 n_c

식 (11)로 일반 캐비티 a의 바이스테빌리티 거동을 추가 조사합니다. 그림 3a는 J=1.0 κ_a에서 펌프 파워 P=0.1, 1.0, 10 mW로 캐비티-펌프 디튠 Δ_a=ω_a-ω_p 함수인 일반 캐비티 a의 캐비티 내 광자 수 n_a입니다. 저펌프 파워에서 c로부터 유입된 광자 수로는 a가 바이스테빌리티 거동을 보일 수 없음이 명백합니다. 실제 고펌프 파워 P에서만 a가 바이스테빌리티를 보입니다. 고펌프 파워만이 옵토메카니컬 캐비티 c를 강하게 구동하여 더 많은 광자 수가 a로 결합될 수 있기 때문입니다. 그림 3b는 세 펌프 파워로 J 함수인 a의 평균 캐비티 내 광자 수 n_a입니다. J=0에서 n_a=0(두 캐비티 간 결합 없음). J 증가(캐비티 간 거리 감소[26])에 따라 n_a가 증가하지만 항상 그렇지는 않습니다. 각 펌프 파워에서 n_a 최댓값을 주는 최적 J가 존재하며, 이후 J 증가 시 n_a 감소합니다. 캐비티 간 결합 강도 J가 조절 가능[26]하다는 점이 주목할 만합니다.

또한 두 캐비티 파라미터가 바이스테빌리티에 미치는 영향을 조사하기 위해 비율 파라미터 δ=κ_c/κ_a(κ_c=ω_c/Q_c, κ_a=ω_a/Q_a)를 고려합니다. κ는 캐비티 모드 감쇠율로 캐비티 주파수와 품질 인자와 관련됩니다. 회절 한계로 동일 공진기에서 고 Q와 작은 V 동시 달성이 어렵습니다. 광학 캐비티에서 작은 V는 큰 복사 감쇠율에 대응하여 낮은 Q를 초래합니다. 다양한 캐비티 유형이 고유 특성을 가지지만, 고 Q와 작은 V 사이의 균형은 여전히 존재합니다. 그러나 고캐비티 소산을 가진 원래 OMS c를 고 Q지만 큰 V를 가진 보조 캐비티 모드 a와 결합하면 바이스테빌리티 거동이 크게 변합니다. 그림 3c는 J=1.0 κ_a로 고정한 상태에서 여러 δ=κ_c/κ_a 조건에서 Δ_a 함수인 c의 평균 캐비티 내 광자 수 n_c입니다. δ=0.1, J=2 κ_a에서 n_c가 작으며 바이스테빌리티가 나타날 수 있습니다. 즉 κ_c=0.1 κ_a로 Q_c>Q_a 의미. δ를 1.0에서 2.0으로 증가시키면 n_c가 바이스테빌리티에서 거의 로렌츠 선형으로 변화합니다. 즉 Q_c

a J=1.0 κ_a에서 세 펌프 파워로 캐비티-펌프 디튠 Δ_a 함수인 일반 캐비티 a의 평균 캐비티 내 광자 수. b 세 펌프 파워로 J 함수인 n_a. c 세 비율 파라미터 δ로 Δ_c 함수인 c의 평균 캐비티 내 광자 수 n_c. d 두 J로 δ 함수인 n_c

한편 대표적 비선형 광학 현상인 FWM 프로세스를 식 (14)로 포토닉-분자 옵토메카니컬 시스템에서 조사합니다. 그림 4는 Δ_a=Δ_c=0에서 프로브-캐비티 a 디튠 Δ_s=ω_s-ω_a 함수로 다양한 파라미터 영역의 FWM 스펙트럼입니다. 그림 4a-d는 J=1.0 κ_a에서 다양한 펌프 파워 P로 FWM 스펙트럼 진화를 보여줍니다. FWM 스펙트럼은 Δ_s=0 근처 로렌츠 피크와 ±ω_m에 위치한 두 모드 분열 피크 등 세 피크를 나타내며, FWM 강도는 펌프 파워 증가 시 감소합니다. 그림 4e-h는 펌프 파워 P=1.0 mW에서 J=0.5 κ_a부터 J=2.0 κ_a까지 FWM 스펙트럼 변화를 보여줍니다. J 증가에 따라 FWM 스펙트럼이 유의하게 변화합니다. 이는 단일 캐비티 OMS에서 입증된 드레스드 상태 그림[51]으로 설명 가능합니다.

a-d J=1.0 κ_a에서 다양한 펌프 파워로 정규화된 프로브-펌프 디튠 Δ_s 함수인 FWM 강도. e-h 펌프 파워 P=1.0 mW에서 다양한 J로 Δ_s 함수인 FWM 강도

Δ_a=Δ_c≠0 조건에서 FWM 스펙트럼을 추가 조사합니다. 그림 5a-d는 적색 사이드밴드(Δ_a=Δ_c=ω_m)에서 J=1.0 κ_a 고정, 펌프 파워 P=1.0→10 mW 증가 시 FWM 스펙트럼입니다. ±ω_m에 두 정규 모드 분열 피크가 나타나며 FWM 강도는 펌프 파워 증가 시 감소합니다. 그림 5e-h는 적색 사이드밴드에서 펌프 파워 P=2.0 mW 고정, J=0.5→2.0 κ_a 증가 시 FWM 스펙트럼입니다. J 증가에 따라 FWM 강도 증가(더 많은 광자 수가 a로 결합). 청색 사이드밴드(Δ_a=Δ_c=-ω_m)로 디튠 변경 시 FWM 스펙트럼 진화가 두드러지게 변합니다. 그림 5i-l은 청색 사이드밴드에서 네 가지 펌프 파워로 FWM 스펙트럼이며, 청색 사이드밴드에서도 펌프 파워 증가 시 FWM 강도 감소. ±ω_m 두 정규 모드 분열 피크 외에 펌프 파워 관련 위치에 두 개의 예리한 사이드밴드 피크도 나타납니다. 그림 5m-p는 청색 사이드밴드에서 J가 FWM 스펙트럼에 미치는 영향을 논의하며, 다른 예리한 사이드밴드 피크 출현 여부는 J에 의존합니다.

a-d 적색 사이드밴드(Δ_c=Δ_a=ω_m), J=1.0 κ_a에서 다양한 펌프 파워 P로 Δ_s 함수인 FWM 강도. e-h 적색 사이드밴드, P=2.0 mW에서 다양한 J로 Δ_s 함수인 FWM 강도. i-l 청색 사이드밴드(Δ_c=Δ_a=-ω_m), J=1.0 κ_a에서 다양한 펌프 파워 P로 Δ_s 함수인 FWM 강도. m-p 청색 사이드밴드, P=2.0 mW에서 다양한 J로 Δ_s 함수인 FWM 강도

비율 파라미터 δ=κ_c/κ_a가 복합 포토닉-분자 OMS의 캐비티 내 광자 수에 영향을 주므로, δ 제어로 FWM 스펙트럼 조작 가능합니다. 그림 6a-h는 J=2.0 κ_a, P=10 mW 고정, 적색 사이드밴드에서 δ=0.05→3.0 증가 시 FWM 스펙트럼이며, FWM 강도는 δ 증가 시 감소합니다. 청색 사이드밴드에서는 그림 6i-p와 같이 다른 예리한 사이드밴드 피크가 FWM 스펙트럼에 나타나며, FWM 강도 역시 δ 증가 시 감소합니다. 따라서 캐비티 파라미터(감쇠율 κ 또는 Q) 제어로 복합 포토닉-분자 OMS에서 FWM을 직관적으로 제어할 수 있습니다.

a-h 적색 사이드밴드(Δ_c=Δ_a=ω_m), J=2.0 κ_a, P=10 mW에서 다양한 δ로 Δ_s 함수인 FWM 강도. i-p 청색 사이드밴드(Δ_c=Δ_a=-ω_m), J=2.0 κ_a, P=10 mW에서 다양한 δ로 Δ_s 함수인 FWM 강도

결론

고캐비티 소산을 가진 옵토메카니컬 캐비티와 고품질 인자를 가진 보조 캐비티로 구성된 복합 WGM 캐비티 포토닉-분자 옵토메카니컬 시스템에서 광학 바이스테빌리티와 사파동 혼합을 조사했습니다. 시스템 내 두 캐비티 간 결합 강도 J와 두 캐비티 감쇠율 비율 δ 등 다양한 파라미터 영역에서 광학 바이스테빌리티를 조사했습니다. 광학 바이스테빌리티는 옵토메카니컬 캐비티를 구동하는 펌프장으로 조절 가능하며, 두 캐비티의 캐비티 내 광자 수는 결합 강도 J에 의해 결정됩니다. 또한 포토닉-분자 옵토메카니컬 시스템에서 다양한 구동 조건(적색/청색 사이드밴드)과 파라미터 조건(J, δ) 하에서 FWM 프로세스 제어 방법을 입증했습니다. 수치 결과 이러한 파라미터들로 FWM 프로세스를 제어할 수 있음을 보였습니다. 이러한 결과는 복합 포토닉-분자 옵토메카니컬 시스템의 비선형 현상 이해에 기여할 것입니다.

약어

C-OMS

캐비티 옵토메카니컬 시스템(Cavity optomechanics systems)

FWM

사파동 혼합(Four-wave mixing)

OMS

옵토메카니컬 시스템(Optomechanics systems)

OMIT

옵토메카니컬 유도 투명도(Optomechanically induced transparency)

Q

품질 인자(Quality)

V

모드 부피(Volume)

WGM

속삭임 갤러리 모드(Whispering gallery mode)