キャビティオプトメカニクスからキャビティレス励起子オプターメカニクスまで：レビュー

放射圧力、光熱力、および光弾性効果に基づく空洞光メカニカル結合は、機械的振動、動的バック作用の減衰、増幅、非線形ダイナミクス、量子状態移動などの光学測定など、過去数十年にわたって広く調査されてきました。ただし、空洞の安定化、微細排水、テーパー繊維アクセスなどを含む繊細な空洞操作により、空洞光メカニカルデバイスの統合が制限されます。III-V半導体ナノメカニカルシステム、半導体ナノリボン、および単層遷移金属ジチャルコゲニドのキャビティレス励起子オプターメカニカルカップリングに基づくダイナミックバック作用の減衰と増幅が近年実証されています。キャビティレス励起子オプターメカニカルシステムは、非常に統合可能なプラットフォームで光子、フォノン、励起子を相互接続し、統合可能なオプトメカニクスの開発を開きます。さらに、高度に調整可能な励起子共鳴により、励起具光学の機械的結合強度を調整できます。このレビューでは、空洞の光メカニカルカップリングのメカニズム、励起子オプティメカニカルカップリングの原理、およびキャビティレス励起子オプターメカニクスの最近の進歩がレビューされています。さらに、Exciton光学機械装置の視点について説明します。

Cavity optomechanical coupling based on radiation pressure, photothermal forces and the photoelastic effect has been investigated widely over the past few decades, including optical measurements of mechanical vibration, dynamic backaction damping and amplification, nonlinear dynamics, quantum state transfer and so on. However, the delicate cavity operation, including cavity stabilization, fine detuning, tapered fibre access etc., limits the integration of cavity optomechanical devices. Dynamic backaction damping and amplification based on cavity-less exciton optomechanical coupling in III-V semiconductor nanomechanical systems, semiconductor nanoribbons and monolayer transition metal dichalcogenides have been demonstrated in recent years. The cavity-less exciton optomechanical systems interconnect photons, phonons and excitons in a highly integrable platform, opening up the development of integrable optomechanics. Furthermore, the highly tunable exciton resonance enables the exciton optomechanical coupling strength to be tuned. In this review, the mechanisms of cavity optomechanical coupling, the principles of exciton optomechanical coupling and the recent progress of cavity-less exciton optomechanics are reviewed. Moreover, the perspectives for exciton optomechanical devices are described.