摘要：本文主要介绍了腔光力学的起源和腔光力学的研究内容及应用。腔光力 学在精密测量方面的应用关键是基于纳米机械振子与高品质光学腔耦合，利用 光学腔耦合纳米机械振子同时通过库伦力耦合两个带电的纳米机械振子，实现 双模光力诱导透明，并以此为理论基础讨论腔光力学在精密测量方面的应用。72654

毕业论文关键词：腔光力学，精密测量，纳米机械振子，光力诱导透明

Abstract: The paper mainly presents the origins and the research content of opto-mechanical systems。 In view of the precision measurement, opto-mechanics systems are based on nano-mechanical resonator and high-quality opto-mechanics。 We show how to Coulomb coupling two namo-mechanical resonators and optic-cavity。 Then we can realize the two-mode opto-mechanics induced transparency beased on the system。 Moreover, we also show the application of opto-mechanical systems for precision measurement。

Keywords: opto-mechanical systems, precision measurement, nano-mechanical resonator, opto-mechanical induced transparency

目 录

1 前言 5

1。1 光学微腔及腔量子电动力学 5

1。2 腔光力学 6

2 腔光力学研究的内容 7

2。1 腔光力学系统 7

2。2 腔光力学研究的内容 9

3 腔光力学精密测量方面的应用 10

3。1 研究内容 10

3。2 精密测量纳米机械振子 NR1 和 NR2 之间的耦合强度 11

结 论 17

参 考 文 献 18

致 谢 19

1 前言

1。1 光学微腔及腔量子电动力学

光学微腔是一种尺寸在微米量级或者亚微米量级并且至少在一个方向上腔尺寸小至 与谐振腔光波波长相比拟且具有高质量因子的光学谐振腔[1]。它利用在折射率不连续的界 面上的反射、全反射、散射或者衍射等效应，将光限制在一个很小的区域。微腔对光波长 的限制造成了光子态密度(或模式密度)的再分布，微腔的维度是相对于光波自由传播而言 的。光学微腔有许多种几何式样,常用 的微腔有：平面微腔（Fabry-Perrot 微腔)、回音壁 模式微腔、光子晶体缺陷微腔。早期的微腔是在微波段实现的,在微波段获得了高品质因 子（ Q 值）的微谐振腔，实现了强耦合。他们采用 Rydberg 原子穿过共振或近共振腔并控 制腔内光子数,后来逐步向光波段发展。采用钠原子束穿过精细常数 F 400 的腔观察到了 Rabi 分裂现象。后来又把精细常数 F 分别提高到 26000 和 80000 ,实现了单原子和单光子 的耦合。

腔量子电动力学(Cavity-QED)，是旨在研究受限在特定空间中的原子（离子）与光场 作用的量子行为，在原子与腔场作用达到一定程度以后，光子和原子相互影响变得很强烈， 从而导致一系列新的效应。自从 1946 年 Purcell 效应发现之后 , 人们加深了对光子与原 子相互作用的研究，建立了 JayncsCummings(J-C)模型，发现了坍缩和回复现象、原子辐 射的反聚束和亚泊松统计，单原子的真空拉比分裂、J-C 模型中的非线性等,逐步发展形成 了腔量子电动力学。