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High-finesse Fabry-Perot cavities with bidimensional Si_(3)N_(4) photonic-crystal slabs

Light(Science & Applications) 2016年第1期5卷 320-327页

作者： Xu Chen Clément Chardin Kevin Makles Charles Caër Sheon Chua rémy braive Isabelle robert-Philip Tristan Briant Pierre-François Cohadon Antoine Heidmann Thibaut Jacqmin Samuel Deléglise Laboratoire Kastler Brossel UPMC-Sorbonne UniversitésCNRSENS-PSL Research UniversityCollège de France4 place JussieuCase 74F75252 ParisFrance Current address:IBM research-Zürich Säumerstrasse 48803 RüschlikonSwitzerland Laboratoire de Photonique et de Nanostructures LPN-CNrS/CNrS Route de Nozay91460 MarcoussisFrance UniversitéParis Diderot Sorbonne Paris Cité75207 ParisFrance

Light scattering by a two-dimensional photonic-crystal slab(PCS)can result in marked interference effects associated with Fano *** devices offer appealing alternatives to distributed Bragg reflectors and filters for various applications,such as optical wavelength and polarization filters,reflectors,semiconductor lasers,photodetectors,bio-sensors and non-linear optical *** PCS also have natural applications in the field of optomechanics,where the mechanical modes of a suspended slab interact via radiation pressure with the optical field of a high-finesse *** reflectivity and transmission properties of a defect-free suspended PCS around normal incidence can be used to couple out-of-plane mechanical modes to an optical field by integrating it in a free-space *** we demonstrate the successful implementation of a PCS reflector on a high-tensile stress Si_(3)N_(4) *** illustrate the physical process underlying the high reflectivity by measuring the photonic-crystal band ***,we introduce a clear theoretical description of the membrane scattering properties in the presence of optical *** embedding the PCS inside a high-finesse cavity,we fully characterize its optical *** spectrally,angular-and polarization-resolved measurements demonstrate the wide tunability of the membrane’s reflectivity,from nearly 0 to 99.9470±0.0025%,and show that material absorption is not the main source of optical ***,the cavity storage time demonstrated in this work exceeds the mechanical period of low-order mechanical drum *** so-called resolved-sideband condition is a prerequisite to achieve quantum control of the mechanical resonator with light.

关键词： Fano resonance high-reflectivity membrane low-loss optical reflector nanomembrane resonator photonic-crystal slab quantum optomechanics

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