基于石墨烯光机械系统的光学三极管和相干光学存贮

原子尺寸厚度的二维纳米材料——石墨烯,由于它对于研究其量子运动行为的独特性质,石墨烯也许是构成纳米机械振子的最终纳米材料。本文在红边带条件下,通过用一个强的微波泵浦场和一个弱的信号场驱动石墨烯纳米机械振子–微波腔耦合系统,理论证明了系统中的光机械诱导透明。在蓝边带条件下,通过计算信号场的透射谱,发现信号场可以实现有效地减弱和放大取决于栅极场(泵浦场)的功率强度。这样在蓝边带下石墨烯光机械系统呈现出类似一个光学三极管实现弱微波信号的放大。此外通过控制强泵浦场,石墨烯光机械系统可以实现快光和慢光效应,并且通过调节腔场与泵浦场之间的失谐能实现快光和慢光效应之间的转换。石墨烯光机械系统对于光的存储将会是一个很有希望的方案,同时对于在通讯和量子信息技术上的应用也指出了一个方向。

基于回音壁腔光力系统的光学三极管

回音壁腔系统由于其高品质因子、小的模体积、以及简单的制造工艺而在光子器件方面有着潜在的应用。本文基于耦合的回音壁腔光力系统,通过光学泵浦-探测方案提出一种全光学三极管器件。该系统中透射信号由控制光场的功率所操控,而且信号场的放大和消逝可以通过控制栅极场的功率来实现,该器件表现出单光子光学三极管的行为。回音壁腔光力系统将在芯片尺度上的量子信息处理器件上有着潜在的应用。

基于Parity-Time对称结构极点效应构建光学三极管模型

为了构建光学三极管模型,设计了一个基于半导体磁性材料InSb的PT(parity-time)对称耦合微腔的结构模型。通过结构参数优化,产生了PT对称结构磁场强耦合的极点效应。在极点频率附近,通过改变输入电流信号改变施加在磁性材料上的磁感应强度,实现极点状态下信号的放大输出。这种放大可以是同相,也可以是反相,该设计实现了特殊光学三极管模型。