1。3 纳米机械振子文献综述

1。3。1 纳米机械振子概念与性质

纳米机械振子（nanomechanical resonator),简称 NAMR，它的共振频率相当高，而 且有着极小的质量和体积，以及较低的耗散等特点。以前由于机械振子的尺寸和质量较大， 与光或电子在机械振子中的相互作用比较小，因此人们常常忽略他们的相互作用，现在， 我们经常将纳米机械振子和其他系统耦合起来，以此来得到新的量子现象，如将机械振子 耦合到光学腔、玻色一爱因斯坦凝聚、机械振子与量子点的耦合等[4]。

1。3。2 纳米机械振子的发展与应用

纳米机械振子有很多重要的应用。它提供了进入参数空间前所未有的入口：微波段基 本的共振频率，上千万的超高的品质因素，10-15 量级超小的有效质量，以及超低的热量值 等，这些优秀的特性，激发了人们的想象力，一些非常有创新性的思想和实验逐渐开展起 来，把人们从宏观世界领入到微观世界。基于 NAMR 系统的一些实用性器件出现，有纳米 光电机械器件，信号传输器件，质量探测等。基于纳米机械系统的微传感器种类很多，所 测量的参数包括：加速度、压力、触觉、流量、磁场、温度、气体、离子浓度、生物浓度

等。典型的微机械传感器件有压力传感器，加速度计和陀螺等。如：滤波器，振荡器，电 容，电感，传输线，以及微生物传感器，生物芯片等。

2 纳米尺度的固态单光子路由器

2。1 引言

最近，由于以信号光子为载体，而不是有限的电子的光子的替代，量子信息科学已经 迅速发展。设计一个运行在单光子水平使选择性量子通道在量子信息和量子通信上的光开 关或光子路由器。Hoi 等人有实验首次通过在超导传输线加上极其有效的超导量子比特实 现微波区的单光子路由器。它们表现出了 99。6%的消光效率，比传统的方法具有更大的数 量级，并使用这种方法为单光子路由器的基础。在那之后，Agarwal 和 Huang[5]进一步的 理论表明，一个单光子探测器也可以通过控制功率（MW)的实现光机系统的路由。近来， 我们将展示的是基于耦合玻色-爱因斯坦凝聚腔系统一个单光子路由器，该路由器在光学 系统比在微波系统工作状态好。来*自-优=尔,论:文+网www.youerw.com

由于其优良的光学和自旋相干特性，半导体量子点（量子点）已经在量子信息科学与 通信取得了一些重要的贡献。最近，基于单量子点系统中的量子器件已经引起了人们的兴 趣。vamivakas 等人提出并证明了利用半导体量子点的光跃迁实现单电子传感的全光方法。 另外，由于纳米机械振子具有有限的环境中，体积小，高 Q 值和振动寿命长的优点，它提 供了一个巨大的各种应用和基础研究的大承诺。在一个开创性的工作，Wilson-Rae 等人 首先从理论上提出了一个通过单个量子点冷却纳米机械振子的方案。在此之后，我们进一 步研究了这个耦合系统，并提出了来实现了从慢光到快光交替的方法。最近，Bennett 等 在一个由量子点和机械振子组成的机电系统中，实验实现了强耦合效应。基于这些重要的 研究内容，在文中，提出了一个新的方案实现单光子路由器基于这样一个量子点耦合到运 行在光学波段和超低泵浦功率下纳米机械振子。路由原理如下。在没有泵场的情况下，信 号光子将被反射；在一个合适的泵场存在下，该信号光子由于 EIT 效应的模拟透射。因此， 我们可以应用一个可调谐的泵浦场来切换信号光子的路径。