The invention provides a device for realizing a high mechanical quality factor of thin film resonator, including metal frame (1), optical fiber micro beam (2) and (3) metal thin film chip, the fixing frame (1) is a square plate shaped hollow structure, the front surface of the upper and lower border carved with two perpendicular to the border of the parallel narrow groove (6), used for fixing the optical fiber micro beam optical fiber (2); the micro beam (2) is fixed on the metal frame is applied after two fixed tension (1) of the optical fiber, and thin film chip (3) fiber four separated form the micro beam length. The invention is based on the optical fiber from the resonant frequency of the micro beam (2) principle of harmonic oscillator can be used as acoustic wave filter, can effectively restrain the thin film chip (3) phonon tunneling loss, improve the mechanical quality factor, thin film resonator has the advantages of simple structure, low cost, maintain good mechanical properties at room temperature and in vacuum can low temperature vacuum environment, can be used in the fields of quantum mechanics.
【技术实现步骤摘要】
一种高机械品质因子的薄膜谐振子实现装置
本专利技术涉及量子光力学和声学领域,具体是一种高机械品质因子的薄膜谐振子实现装置。
技术介绍
高张力氮化硅薄膜谐振子由于其对激光的极低吸收系数以及较高的机械品质因子,已成为腔光力学研究领域的重要器件。基于可分辨边带冷却的方案,氮化硅薄膜谐振子目前已经被冷却到接近乃至达到量子基态,并已经被应用于压缩光场的产生,引力波探测,微波与光场的高效相互转换等领域。值得注意的是,在目前已经开展或即将开展的实验工作中,薄膜谐振子的机械品质因子是一个非常重要的技术指标,高的机械品质因子是实现相关应用的前提条件。目前,覆盖在硅质基片上的氮化硅薄膜已可以实现商业化生产,但是在具体应用中,必须将其固定在一个支架上方可使用,但是固定结构产生的声子隧穿损耗极大的限制了氮化硅薄膜谐振子的机械品质因子。在前期研究中,研究人员通过改善氮化硅薄膜基片的固定方式,即减少基片同其安装支架之间的接触面积,以及减小固定胶点的体积等方法来提高薄膜的品质因子。最近,研究人员提出利用周期性结构的声子晶体形成声子禁带盾对声波传播进行有效的屏蔽,从而提高机械谐振子的品质因子。2014年哥本哈根大学波尔研究所[Y.Tsaturyan,etal.,Opt.Express22,6810(2014)]和美国NIST研究小组[P.-L.Yu,etal.,Appl.Phys.Lett.104,023510(2014)]将这种方法引入到氮化硅薄膜谐振子的装配中,通过在薄膜周围的硅基片上制作声子晶体,实现了一种与固定方式无关的高机械品质因子薄膜谐振子。在上述的方案中,仅依靠减少接触面积 ...
【技术保护点】
一种高机械品质因子薄膜谐振子的实现装置,包括薄膜芯片(3),其特征在于,还包括金属固定框架(1)和光纤微梁(2);所述的金属固定框架(1)为方形板状中空结构,它的上下边框的前表面上分别刻有垂直于边框的相对应的两对平行窄槽(6),两根施加张力后的微光纤分别固定在金属固定框架(1)的上下边框的两对平行窄槽(6)中,薄膜芯片(3)固定在两根微光纤的中部,并与金属固定框架(1)的上下边框平行且等距,将微光纤分隔,形成四个等长的光纤微梁(2)。
【技术特征摘要】
1.一种高机械品质因子薄膜谐振子的实现装置,包括薄膜芯片(3),其特征在于,还包括金属固定框架(1)和光纤微梁(2);所述的金属固定框架(1)为方形板状中空结构,它的上下边框的前表面上分别刻有垂直于边框的相对应的两对平行窄槽(6),两根施加张力后的微光纤分别固定在金属固定框架(1)的上下边框的两对平行窄槽(6)中,薄膜芯片(3)固定在两根微光纤的中部,并与金属固定框架(1)的上下边框平行且等距,将微光纤分隔,形成四个等长的光纤微梁(2)。2.根据权利要求书1所述的高机械品质因子薄膜谐振子的实现装置,其特征在于,所...
【专利技术属性】
技术研发人员:李永民,李宗阳,张强,彭堃墀,
申请(专利权)人:山西大学,
类型:发明
国别省市:山西,14
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