全光控非互易微腔器件问世

中国科学技术大学中科院量子信息重点实验室在腔光力学研究领域取得新进展。该实验室董春华研究小组与博士后邹长铃首次在回音壁模式微腔内观测到基于腔光力体系的非互易光学特性，得到了全光控制的非互易微腔器件。该成果于8月22日在线发表于《自然—光子学》上。

该研究利用回音壁模式微腔内常见的光力相互作用，与以往不同的是其光学模式是两个简并的顺时针方向和逆时针方向的行波模式，这两个简并的光学模式具有完全相反的轨道角动量。在满足角动量匹配的情况下，仅仅当驱动光和信号光耦合到同一个光学模式时，驱动光才能激发信号光子和声子的相干转换，因此导致了光传播的非互易特性。在此基础上，研究小组实现了单向驱动光导致的光力诱导透明和放大的非互易现象，实现了多达40度的非互易相移，这是实现光隔离器、环形器的基础。

该实验研究的非互易机理具有普适性，可推广到任何具有机械振动的行波模式系统，实现集成化的微腔芯片元器件，甚至实现单光子水平的光隔离器。

该研究将工作波长扩大到整个光波长甚至微波，尤其在体系的量子基态时，使单光子水平的光隔离成为可能，这将在以后的复合量子网络方面发挥重要作用。（柯讯）