Optomechanically induced tunable ideal nonreciprocity in optomechanical system with Coulomb interaction

Der Artikel vertieft sich in die theoretische Realisierung abstimmbarer idealer Nichtreziprozität in optomechanischen Systemen, einer grundlegenden Voraussetzung für die klassische und Quanteninformationsverarbeitung. Durch den Einsatz der Coulomb-Wechselwirkung zwischen geladenen mechanischen Modi und der Nutzung von Quanteninterferenzen zeigen die Autoren einen neuartigen Ansatz, um eine nichtreziproke optische Übertragung ohne die Notwendigkeit von Magnetfeldern zu erreichen. Diese Methode stellt einen bedeutenden Fortschritt gegenüber herkömmlichen magnetooptischen Ansätzen dar und ebnet den Weg für miniaturisierte und integrierte nichtreziproke Geräte wie optische Isolatoren und Zirkulatoren. Die Autoren präsentieren ein detailliertes Modell und Hamiltonsche Ausdrücke für ein optomechanisches Multimode-System, das die Quanten-Langevin-Gleichungen löst, um die Systemdynamik und die optische Nichtreziprozitätsreaktion zu analysieren. Die Studie beleuchtet den Einfluss von Phasenunterschieden, Zerfallsraten von Hohlräumen, Coulomb-Kopplungsstärken und Tunnelstärken zwischen den Hohlräumen auf die nichtreziproke Reaktion und liefert ein umfassendes Verständnis der zugrunde liegenden Physik. Der Artikel schließt mit praktischen Einsichten in die Bedingungen, die erforderlich sind, um eine ideale optische Nichtwechselseitigkeit zu erreichen, was ihn zu einer wertvollen Ressource für Forscher auf dem Gebiet der Optomechanik und Quantenoptik macht.