国防科大在非线性声子激光研究方面取得重要突破

近日，国防科技大学前沿交叉学科学院激光陀螺创新团队与湖南师范大学等单位合作，在悬浮腔光力系统中引入光学增益，首次采用微米尺度粒子产生了声子激光非线性机械谐波，未来将对量子传感、通信和信息处理带来颠覆性影响。研究成果以“有源悬浮光力系统中的非线性多频声子激光”（Nonlinear multi－frequency phonon lasers with active levitated optomechanics）为题在线发表在国际顶级期刊《自然－物理》（Nature Physics）上。

实验系统和主要实验结果

研究表明，通过引入光学增益，光学腔的品质因子提高3个量级，腔内光子寿命也增加到了1μs，与无源光学腔相比微球基频振动强度提高了3个量级，非线性机械谐波也自发出现。该项研究将声子激光推进到非线性机制，使声子频梳、多频声子探测和声子信息存储等许多应用变成可能。国防科技大学讲师邝腾芳和湖南师范大学博士生黄然为论文共同第一作者，国防科技大学副教授肖光宗、教授罗晖和湖南师范大学教授景辉、国立新加坡大学教授仇成伟为共同通讯作者。其中，肖光宗主持了这项工作。该研究得到国家自然科学基金、湖南省科技创新计划、国防科技大学自主科研创新基金等项目的资助。