近日，耶鲁大学Guo等研究人员基于芝诺效应实现了线性和非线性能量传递的全光控制。基于微谐振器的非线性过程是大多数应用的基础，包括微梳的产生、参数频率转换和谐波的产生。虽然涉及二阶（χ(2)）或三阶（χ(3)）非线性项的非线性过程已经被广泛研究，但这两个基本非线性过程之间的相互作用鲜有报道。在这里，研究人员展示了二阶和第三阶非线性过程之间的相干相互作用。通过有损辅助模式参数（χ(2)）耦合，缩短目标光子模式的寿命并抑制其状态密度，通过芝诺效应防止光子发射进入目标光子模式。然后使用这样的效果来控制受激的四波混频过程并实现34.5的抑制比。

古代芝诺的箭头悖论描述了一个飞行的箭头，如果它被立即观察到，它似乎就不会移动。这样的概念被推广到Sudarshan等人的量子芝诺效应（QZE），这表明量子系统的演化可以通过频繁的测量而被冻结。理论上，系统的测量将对该系统的动力学产生影响，改变量子系统的有效能级或改变其衰变率。芝诺效应本质上是由这样的测量反作用引起的。除了频繁的测量外，芝诺效应可以通过连续的强耦合实现辅助系统，这在理论和实验上都得到了证明。这种效应在量子系统控制和工程中有着广泛的应用，包括量子态制备、纠缠产生、自治量子纠错、甚至反事实量子通信。如图1所示是通过χ(2)和χ(3)非线性耦合光模的原理图和能量图。图1（a）是系统的线性密度。光学模式A、B和C通过χ(3)过程耦合，而B、C和D通过χ(2)过程耦合。图1（b）是通过三波混频过程描述目标光子模式c与辅助光子模d之间的非线性耦合的能量图。nc（nd）代表模式c（d）的腔光子数。插图：当相干模式耦合到辅助模式时，目标模式的状态密度被显著抑制。图1（c）是用线性波导探测微环耦合方案的芝诺效应。图1（d）是通过芝诺效应控制非线性波长转换过程，当目标光学模式耦合到耗散辅助模式时，抑制光子发射到四光子混频过程。

图1 通过χ(2)和χ(3)非线性耦合光模的原理图和能量图。

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