由具有互补功能的不同物理组件组成的混合设备是用于信号存储、处理、转换和传输的新型量子通信技术的研究趋势之一。理论上已经提出了将腔量子电动力学和腔光力学结合起来的混合量子系统，并预测了单极化水平的冷却、特殊的量子统计以及耦合到色散和耗散性质的机械模式。声子的有效产生是预期的电声子激光器的重要组成部分。其结合了腔量子电动力学和光力学的混合量子系统构成了一个新的平台，具有在极高频率范围（30–300 GHz）上运行的潜力。

       近日，来自阿根廷国立库约大学物理系的D. L. Chafatinos 等人在混合系统中报告了类似激光的声子发射，该系统光耦合了极化子玻色-爱因斯坦凝聚体（BECs）与半导体微腔中的声子。所研究的系统包括GaAs / AlAs量子阱，耦合到受腔限制的光学和振动模式。在陷阱阵列的单个陷阱中，极化激元BEC的非共振连续波激光激发，引起相干的机械自振荡，导致谱侧带被20 GHz基模振动频率的谐波所取代。当可调谐的相邻陷阱相对于泵浦陷阱BEC发射在振动模式的偶次谐波处发生红移时，这种声子“激射”将声子占据比热值提高了五个数量级。这些实验在理论模型的支持下，首次证明了具有激子极化子的相干腔的光机械现象，为量子技术、声子激光器和声子-光子双向转换器的新型混合设计铺平了道路。相关研究工作发表在《Nature Communications》上。（詹若男）

文章链接：D. L. Chafatinos et al. Polariton-driven phonon laser. Nature Communications (2020) 11:4552  https://doi.org/10.1038/s41467-020-18358-z02

消息来源： 两江科技评论