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摘 要：腔光机械系统主要由纳米机械振子和光腔通过辐射压力耦合形成，近年来在理论和实验上都取得了巨大的进展，从而受到了越来越多的关注。本文中我们首先介绍了腔光机械系统的研究背景和基本理论，然后重点研究了双腔光机械系统中双稳行为，其中两个光腔通过辐射压力耦合于一个共同的纳米机械振子。当左右两个光腔分别受到一束强的泵浦激光驱动时，两个腔内的光子可通过泵浦激光的功率和频率进行有效地控制。在某些参数区间，腔内光子数可出现两个稳定的解，即出现了双稳行为。重要的是，在这样的双腔光机械系统中，腔内光子数在低于1时仍可出现双稳行为，在可控的光开关中有着重要的应用。90888

毕业论文关 键 词：双腔光机械系统，光学双稳态 

Abstract: Cavity optomechanical system consists of nanomechanical resonator coupled to the cavity mode via radiation pressure。 Great progress has been made in this field both in theory and experiment, and therefore it attracts more and more research interest。 In this thesis, we first briefly introduce the background and theory of cavity optomechanics, and then study the bistable behavior in a two-mode optomechanical system, where two optical cavities are coupled to a common mechanical resonator via radiation pressure。 When the two cavities are driven by two strong pump lasers, respectively, the bistable behavior of the intracavity photon number can be effectively controlled by the frequency and power of the pump lasers。 In some specific parameter regimes, intracavity photon number can have two stable solutions, which indicates the bistable behavior。 Importantly, bistable behavior at photon numbers below unit can appear in such a two-cavity optomechanical system。 This phenomenon can find potential applications in a controllable optical switch。

Keywords: Two-cavity optomechanical system, Optical bistability, 

目  录

1  绪论 4

1。1  腔光机械系统的理论简介 4

1。2  三类典型的腔光机械系统 5

1。3  光学双稳态简介 7

2  双光腔机械系统中的双稳态现象 9

2。1  模型与理论 9

2。2 数直结果与讨论 11

2。3两个腔之间的耦合时的双稳态行为 14

结  论 17

参考文献 18

致  谢 19

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一直以来，由于一般光源的光强度比较弱，光与物质的相互作用也就相对很弱甚至可以忽略不计，所以这方面的研究只能局限于线性光学领域。但是，自在上个世纪六十年代第一台红宝石激光器的出现，因激光器能产生相干性比较好的且强度高的单色光束，人们在使用激光器与物质相互作用时发现了与线性光学效应完全不同的现象，使得这一方向的研究进入了一个新的领域。而在不久后，Franken等人成功进行了光学二次谐波实验，正式标志着光学的发展开辟出了非线性光学领域。现已发现了很多非线性光学现象，例如：受激拉曼散射、和频、差频、玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）、量子纠缠、微波信号的放大等。而随着纳米科技的迅猛发展，光与物质的相互作用的研究也成功地发展到了光与纳米领域的研究，机械振子的尺寸也能够做到微米甚至纳米数量级。由于在精密测量与高灵敏传感器方面，腔光机械系统都有着非常重要的应用前景，所以在近十几年以来，各种腔光机械系统得到人们广泛的研究。 (责任编辑：qin)