荷兰代尔夫特理工大学领衔的团队,造出一面“怪镜子”:细激光打上去,反射率99.82%;镜子自己还在每秒振动100万次,机械品质因子达到2亿。 它把“反光要强”和“机械要轻、要稳、损耗低”这对老矛盾,硬捏到了一起。这类镜子,是室温量子光力学、精密测量、激光推进光帆的关键零件。
矛盾在哪?
镜子反光强,通常要做厚。可机械系统要超相干,又得薄。厚了损耗大,薄了光兜不住。过去只能妥协。 这支团队的办法是:在35纳米厚的氮化硅薄膜上,立起一片纳米柱阵列。像在薄鼓面上密密麻麻立小柱子。 这些小柱子干两件事。对光,它们排成光子晶体,让光来回共振,形成约100纳米宽的高反带;对机械振动,它们像一圈隔振沟,把振动锁在中心,不让能量跑掉。 实测结果:7微米腰斑的强聚焦光束打上去,反射率99.82%;中心机械模式约1MHz,品质因子2亿,Q·f做到2×10^14赫兹。这个数,说明这面“薄镜子”在室温下摸到了量子相干力学的门槛。
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为什么全球都在抢?
光力学不是“照镜子”,是让光去“听”机械振动。镜子越轻、越反光、损耗越低,越能听见接近量子极限的微弱动静。 美国有LIGO把超低损耗镜子推到极限,NIST、Caltech、MIT在精密测量和量子光力学上根子很深。欧洲的代尔夫特、EPFL、马普系统长期在“膜中膜”、光子晶体镜子、悬浮结构上较劲。日本在精密测量、微纳加工和超稳腔体上有积累。 大家争的是一件事:谁能把光学、机械、材料同时做到极致。
中国差在哪?
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下一步看什么?
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