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光は運動量を持ち、それにより運動量の交換を通じて物体に力を及ぼすことができます。光がキャビティ内に閉じ込められると、光子は往復し、鏡に圧力を生成します。キャビティオプトメカニクスは、光圧効果（オプトメカニカル効果とも呼ばれる）を通じた光学キャビティと機械振動子との相互作用を研究するものです。私たちの研究では、半導体互換のナノオプトメカニカルシステムを使用して、ナノフォトニクス、共振器量子電気力学(cQED)、トポロジカルフォトニクス、非エルミート物理学など、物理学のさまざまな分野で未知の現象を探索しています。

・ナノエレクトロメカニカルシステム（NEMS）オプトメカニクス：
様々なオプトメカニカル現象を調査するために、洗練されたNEMS構造を設計および製造しています。例えば、我々は二重結合フォトニック結晶（PhC）キャビティでの双方向（引力と斥力）の光学力を正確に測定しました、およびNEMSでキャビティの二安定状態を制御しました。

・ハイブリッド量子オプトメカニカルシステム：
量子およびオプトメカニカルコンポーネントを統合したハイブリッドシステムにも興味があります。例えば、固体の量子光源と可変オプトメカニカル共振器をハイブリッド化すると、自然放出過程の動的制御などが可能になります。

・トポロジカル/非エルミートオプトメカニカルシステム：
オプトメカニカル効果は、機械共振器の周波数およびエネルギーの増減を制御する手段としても利用できます。私たちはオプトメカニカルプラットフォームを使用して非エルミート物理学の研究も進めています。さらに、トポロジカルフォトニクスでのオプトメカニカル効果を探索しています。最近、オプトメカニカル系の非線形性を通じてトポロジカルフェーズ遷移が実現できることを理論的に示しました。

図1：NEMSオプトメカニカル系。NEMS構造を使用して、ナノ共振器内の光学力を測定することができます。

図2：ハイブリッドオプトメカニカルcQED系。ナノメカニカル共振によって、光自然放出過程を動的に変調することができます。

図3：非エルミートオプトメカニカル系。