0119001-1研究论文第43卷第1期/2023年1月/光学学报基于复合旋转光力系统的非线性光学特性研究陈咏雷，陈华俊*，刘云鹤，谢宝豪安徽理工大学力学与光电物理学院，安徽淮南232001摘要研究了由探测光和泵浦光同时驱动下的复合旋转光力系统中的非线性行为，如光学双稳态行为和四波混频（FWM）现象。通过操控光力腔旋转速率大小和方向能有效调控旋转诱导产生的Sagnac频移大小，进而能有效操控光学双稳态行为。进一步研究了该系统中的FWM现象，发现光力腔的旋转方向和旋转速率都会影响系统的FWM强度谱线，同时FWM强度减小或增大会加剧或抑制系统共振区域的模式分裂现象。此外，还探讨了外力对复合旋转光力系统中FWM现象的影响，发现：外力会破坏系统FWM强度谱的对称性，并且在同一旋转速率下，外力的增强会使得FWM强度显著增大；在同一外力下，旋转速率的增大会降低系统的FWM强度。关键词非线性光学；旋转光力系统；Sagnac效应；光学双稳态；四波混频中图分类号O436文献标志码ADOI：10.3788/AOS2210681引言腔光力学系统［1-2］通过腔内辐射压力来描述空腔内光场与机械振子之间的相互作用，是过去十几年里量子光学中发展较为迅速的领域，在高精度测量［3-10］、纳米机械振子基态冷却［11-15］和量子信息处理［16-19］等方面有潜在的应用并取得了重大突破。近年来，许多有趣的光学非线性现象被发现，如光学双稳态［20-23］、光力诱导透明［24-27］、电磁感应透明［28］、二阶边带［29-30］、高阶边带［31-32］、快慢光效应［33-35］和四波混频（FWM）［36-40］等。光学双稳态是指对系统施加的功率可以提供两种不同的输出，其本质是辐射压力和机械振子之间耦合的非线性性质［41-42］。值得一提的是，实验上首次观察到了强激光场可以控制系统的光学双稳态［43］。随后，光学双稳态现象在许多光力系统中被观测到，如量子阱光力系统［44］、玻色-爱因斯坦光力系统［45-46］和复合光力系统［47-48］。FWM现象可以描述为当用一束泵浦光和一束探测光同时驱动光力系统时，透射场中将会出现一个额外的FWM光场。这一现象也在一些光力系统中得到了研究，如：在复合光力系统中发现两能级系统可以显著地改变空腔的输出场，从而增强FWM强度［38］；在复合原子光力系统中研究了FWM，并发现光腔与原子系综的耦合会使得FWM信号显著增强［39］。旋转光腔已逐渐成为光力系统研究的热点。在最近的一次实验中，Maayani等[49]利用旋转光腔实现了隔离度达到99.6%的非互易光传输，发...
