量子物理
[提交于 2025年1月8日
]
标题: 混合光子-磁振子系统:探索普尔塞效应
标题: Hybrid Photon-magnon Systems: Exploring the Purcell Effect
摘要: 我们提出了一种新方法,在由钇铁石榴石(YIG)薄膜和六边形环形谐振器(HRR)组成的光子-磁振子耦合(PMC)混合系统中观察普塞尔效应,这些组件以平面几何结构排列。 该混合系统已使用商业电磁全波仿真软件CST Microwave Studio进行了设计和模拟,针对YIG薄膜的不同阻尼常数(alpha)值,同时保持HRR特性不变。 我们的结果表明,随着磁振子阻尼的增加,传输光谱中光子和磁振子模式之间的反交叉行为减弱,使耦合模式过渡到普塞尔区域。 这种转变归因于当微波光子与损耗磁振子耦合时,自发发射率的增强,从而将PMC系统带入普塞尔区域。 为了阐明这种行为,我们开发了一个基于量子模型的全面理论框架,该框架准确描述了观察到的普塞尔现象,并提供了PMC强度(g/2pi)的估计值。 值得注意的是,通过将alpha从1.4 x 10^-5调节到2.8 x 10^-2,我们实现了对(g/2pi)的精确控制,范围从63 MHz到127 MHz。 本研究突显了普塞尔效应对增强光子衰减率的作用,并建立了与PMC强度的明确关系。 我们的工作提供了一种全面控制光子共振耗散的方法,为探索普塞尔效应及其在片上功能器件中的应用开辟了新的途径,利用磁振子-光子相互作用用于量子技术。
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