一种实现选择性地抑制声波在厘米长的光波导中传播的光学方案

光子撞击物体时对物体施加的力会影响物体的运动。研究人员可以利用这种力来降低机械振荡器的振动，从而降低温度。这种冷却效应具有引力波探测等计量应用，目前仅在光学腔中已得到证实，它增强了光与振荡器运动之间的耦合。

目前，耶鲁大学的尼尔斯·奥特斯特罗姆（Nils Otterstrom of Yale University ）和他的同事已经证明了一种绕过光学腔的方法，即冷却在硅波导中传播的声波振动。他们的这种方法可以降低激光陀螺仪、微波滤波器和光学存储器等设备的振动噪声。

为了冷却波导中的声波，奥特斯特罗姆(Nils Otterstrom)和他的同事们通过布里渊散射将光和声耦合起来。在这种效应中，被介质散射的光子通过吸收或发射声子而获得或失去能量。如果平衡有利于声子吸收以给定速度传播的声波，光子就可以从波中移走能量。

为了最大化光子-声子的相互作用，研究小组使用了一种2.3厘米长的波导，用它来限制光波和声波。他们设计了该系统，以最大限度地提高与激光反向传播的6 GHZ声波的冷却效果。研究小组向波导发射了一束近红外激光束，然后监测波导一端出现的散射光。从散射的光中，他们推断出特定的声子是获得了能量还是失去了能量。他们证明了6GHZ波的阻尼对应的温度比室温下降超过30k。

This research is published in Physical Review X.

–Matteo Rini

Matteo Rini is the Deputy Editor of Physics.