Nat. Commun. 基于时域准相位匹配和绝热路径在失谐声学腔之间实现能量转移和频率转换

欢迎课题组投递中文宣传稿，投稿方式见文末

导读

图1 鲁棒且非互易的瞬态绝热演化通道。(a)三能级原子系统中的STIRAP：具有Δt时间差的光脉冲借助中间态|2>在|1>到|3>态之间实现鲁棒的转移通道。(b)具有高斯型包络且符号周期性翻转的时变耦合κ_AB(t)和κ_BC(t)，在频率失谐腔A和C之间实现鲁棒的声能量转移，同时实现完全的频率转换。

图2 TQPM实现频率失谐腔之间的声能量转移。(a)实现失谐腔A、B之间动态耦合κ_AB(t>0)的电路连接示意图，包含压控增益VCA、移相器PS、放大器和双刀双掷继电器DPDT等器件。(b) κ_AB(t>0) = κ₀时实验观测A到B腔有限的声能量转移。(c-d)采用TQPM技术，即周期性翻转耦合符号，实现A、B两腔之间完全的声能量转移。

图3 三腔耦合系统基于绝热演化通道的鲁棒的声能量转移。(a)理论仿真|S_CA|²随耦合幅值κ₀以及耦合时间差Δt的变化。(b)实验测量κ₀=6.1Hz时|S_CA|²随Δt的变化。(c-d)实验测量κ₀=6.1Hz且Δt=90ms下A到C腔的声能量转移和f_A到f_C的频率转化。

图4 具有频率转换功能的瞬态声波环路器。(a) 理论仿真|S_AC|²和|S_CB|²随耦合幅值κ₀以及时间差Δt的关系。(b)实验测量κ₀=6.1Hz时|S_BC|²和|S_AB|²随Δt的变化。(c-f)实验测量κ₀=6.1Hz且Δt=90ms下C腔到B腔(c-d)或B腔到A腔(e-f)的声能量转移和频率转换。

图5 单向声波吸收器。(a)理论仿真归一化的|S_CA|²随B腔损耗Γ_B以及耦合时间差Δt的变化。(b)实验测量Γ_B=4Hz时|S_CA|²和|S_BC|²随Δt的变化，与仿真结果相吻合。(c-f)实验结果证明Δt=90ms时系统表现为单向吸收器。