中国科大利用磁力系统实现宽带磁声混合频率梳

　　中国科年夜郭光灿院士团队正在磁力体系研究取患上新进展。该团队的董春华传授研究组经由过程磁振子与高频声子彼此作用，正在磁力体系中完成宽带磁声混淆频次梳。该研究结果于2025年11月13日颁发正在国际学术期刊《Physics Review Letters》。

　　磁振子体系因其可以或许与光学光子、微波光子、机器声子和超导量子比特等多种自由度完成彼此耦合，最近几年来已成为构建混淆量子体系的抱负平台。此外，磁振子体系哄骗自旋（而非电荷）作为信息载体，使其正在年夜范围、低功耗信息处置惩罚范畴备受存眷。研究团队此前采纳工艺成熟的钇铁石榴石微球作为磁振子微腔，经由过程磁-力学彼此作用，正在具备机器模式的谐振腔中试验发生了磁振子频次梳，解锁了磁子频次梳用于传感以及计量的后劲(Phys. Rev. Lett. 131, 243601 (2023))。然而，今朝普遍应用的YIG微球虽具备较低的磁振子损耗，并撑持高质量光学模式与长命命机器振动，但其球腔布局招致模式体积较年夜、非线性系数较低，从而限定了磁子频次梳的频谱宽度，也制约了磁振子体系向年夜范围、可扩大标的目的的成长。

　　图1：a.磁力薄膜微腔与微波谐振腔之间的耦合示用意；b.微波-磁振子-机器声子之间彼此作用示用意；c.试验测试体系示用意。

　　针对上述难题，研究团队经由过程试验正在钇铁石榴石薄膜器件中构建了克尔非线性磁机器体系，该器件撑持磁振子模式与多个高次谐波体声波模式耦合，如图1所示。因为该薄膜器件将磁振子以及机器声子的模式体积进一步升高，磁非线性系数显著加强，体系正在低引发功率下便可清楚观测到的磁振子双稳态征象。患上益于显著的非线性效应，研究团队初次胜利引发了磁子-声子混淆频次梳，并哄骗内部注入参考微波完成了克尔诱导的频次梳同步征象，终极天生的频次梳带宽凌驾400MHz，对应的梳齿数量凌驾130根，如图2所示。这项研究结果为集成磁振子学器件的成长奠基了根蒂根基，该器件正在片上旌旗灯号处置惩罚以及超活络检测方面具备伟大的使用后劲，斥地了非线性混淆磁振子学研究的新前沿。

图2：非线性注入锁定获得凌驾130根梳齿的宽带磁声混淆频次梳。

　　博士后徐冠庭、沈镇副传授、博士生张劢为该论文的配合第一作者，董春华传授为该论文的通信作者。上述研究获得了国度天然迷信基金委、中国迷信院、量子信息与量子科技前沿协同立异中间等单元的撑持。

　　附论文链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/zw18-26nw