耦合光机械腔中的量子相变
本文在包含两模光场、N个原子以及机械振子的耦合光机械腔中,从理论上探讨了光与原子以及光与机械振子的相互作用引起的量子相变.采用Holstein-Primakoff变换法,假设了新的平移玻色算符和4个参量,给出了系统的基态能量泛函和4个参量之间的关系,通过两个特例证明了假设的平移玻色算符的正确性.在共振情况下有正常相到超辐射相的相变,调控两腔光场的耦合强度可以改变相变点.当考虑辐射压力产生的非线性光子-声子相互作用时,系统的相图由原来的2个相区扩展为3个相区,包括正常相和超辐射相的共存区,双稳的超辐射相区,以及不稳定的真空宏观相区.同时,还出现了一条转折点曲线,该曲线与相变点曲线有重叠区域,表明系统中存在多重量子相变.这些相变现象可以通过测量平均光子数来检测.当不考虑两模光场的耦合作用时回到旋波近似的Dicke模型的量子相变.
物理学报
2025年10期
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