環(huán)形微腔光機械系統(tǒng)的相干光學特性及其在質量傳感上的應用.pdf

1、光與物質的相互作用一直以來都是物理研究的重點領域。無論是在理論還是在實驗上，相關領域的創(chuàng)新和突破都層出不窮。在以前的實驗中，和光相互作用的物體一般為厘米到毫米的量級。近些年，由于納米技術的發(fā)展，各種各樣納米尺度的下的結構如量子點、金屬納米顆粒、半導體納米線和微型光腔在實驗中被制備出來。這就使在微米甚至納米尺度下光與物質相互作用研究成為了可能。
　　光學領域的一個重要方向就是光機械系統(tǒng)。納米尺度下的光機械系統(tǒng)如單量子點-納米機械振子

2、耦合系統(tǒng)、量子點與光子晶體的耦合系統(tǒng)、DNA-量子點耦合系統(tǒng)和量子點-自旋耦合系統(tǒng)被相繼提出。雖然光機械系統(tǒng)的種類有很多，但是由于腔光機械系統(tǒng)所具有的超高品質因子、超大振動頻率、超輕質量尤其是制備過程較為方便等特性，使得其成為光力學領域的研究熱點。在本文中，我們主要研究回音壁模腔光力系統(tǒng)?；诠鈱Wpump-probe技術，我們提出了一種全光探測回音壁腔光力系統(tǒng)相干光學特性的方法并研究了其在質量探測中的應用。
　　在第一章中，我們簡

3、要介紹了光機械系統(tǒng)的概念和發(fā)展歷史，介紹了不同種類的腔光力系統(tǒng)及其研究進展。而后，我們著重介紹了腔光力系統(tǒng)的光學特性。在泵浦光的驅動下，通過調制泵浦光的頻率和功率，腔光力系統(tǒng)可以實現(xiàn)光力學誘導透明以及在特定頻率下的光信號吸收及放大。利用腔光力系統(tǒng)的這種特性，我們可以得到機械振子的頻率。由此，腔光力系統(tǒng)將可以用作微型質量傳感器。
　　在第二章中，我們研究了腔光力系統(tǒng)的二階光力學耦合效應對其信號光光譜的影響。近期的研究表明，腔光力系統(tǒng)

4、具有較強的二階光力學耦合效應。我們的結果表明了非線性光力學耦合會對系統(tǒng)的光學雙穩(wěn)態(tài)過程造成比較大的影響。我們比較了考慮和未考慮非線性耦合項的信號光透射譜，并且發(fā)現(xiàn)了放射和吸收峰的一個頻率位移。這就說明了光力系統(tǒng)的能級被非線性耦合項所修飾?；谶@種現(xiàn)象，我們提出了一種測量系統(tǒng)的二階光力學耦合系數(shù)的方法。
　　在第三章中，我們分別提出了基于單個回音壁模式腔和基于雙腔耦合模式的質量探測方案。經(jīng)典的看，將納米顆粒放到回音壁腔的表面時會對環(huán)