2019年12月11日

発表者
玉木 翔(石原研)
指導教員
石原 一

Title
Mechanical synchronization and sideband enhancement in mechanically coupled optomechanical systems
Abstract
Photon-phonon interaction via optical pressure has recently attracted great attention. This research field is called ‘cavity optomechanics’[1]. Since quantum effect can appear in such a macroscopic system, this field is promising for application in quantum information technology and sensing devices. We focus on mechanically coupled many-cavity systems[2] where intra-cavity modes of phonons and photons appear by phonon hopping. Here, we show a mechanical synchronization with different phonon frequencies. Furthermore, we demonstrate sideband enhancement and its propagation by phonon hopping when two lasers drive the system. Our study can be applied to integrated photonic circuits and sensing devices.

タイトル
機械的に結合した共振器オプトメカニクスでの同期現象とサイドバンド増強
概要
共振器構造を用いたフォトンとフォノン(機械振動子)の結合系は、巨視的に量子効果が現れる系として注目され、近年、共振器オプトメカニクスと呼ばれる研究分野を形成している。特に最近では、新たなセンシングデバイスや量子計算への応用も期待されている[1]。現在我々は、複数の共振器のミラーや基板が機械的に結合した系[2]に着目した研究を行っている。このような系ではフォノン転送によってフォノン及びフォトンの共振器間励起が現れる。本発表ではまず、異なるフォノン固有振動数が存在する条件において同期現象を見出したことを説明する。さらに、2種類のレーザーを照射した場合に現れるサイドバンドピークの増強とフォノン転送を介したその伝導の可能性を議論する。本研究成果はフォトニック集積回路や新たなセンシングデバイスへの応用が期待される。

References
  1. M. Aspelmeyer, T. J. Kippenberg, and F. Marquardt, Rev. Mod. Phys. 86, 1391 (2014).
  2. M. F. Colombano et al., Phys. Rev. Lett. 123, 017402 (2019).