光力学是一个发展迅速的研究领域,简单的光力系统是通过辐射压力将机械振动模与光学腔模耦合起来,光腔的一端是固定端,另一端附着在活动的机械元件上。机械振子的位移受到光场驱动力的影响,即光腔的入射光会通过辐射压力的方法将力的作用传递给机械振子,使其发生位移;同时,机械振子也可以通过改变光腔的长度来控制光场的频率。从微观主方程出发,论文研究了光力系统中单光子的衰减过程(自发辐射和量子退相干)。与量子光学中常用的主方程相比,微观主方程能够描述能量本征态的衰减,从而更准确地处理与衰减过程相关的问题,能更加细致精确地描述所研究的物理系统的衰减过程。论文研究了超强耦合区域光力学系统的单光子衰减过程:(1)自发辐射是光子自发地从高激发态向较低激发态或基态跃迁的行为,这种行为必然导致激发态上平均光子数的衰减。在单光子自发辐射过程中,腔模平均光子数的计算结果表明,光力系统的能量激发态的衰减过程按照一定的权重叠加共同影响了单光子的自发辐射过程,权重的大小取决于光力耦合强度的大小。(2)量子态的叠加是量子理论的核心,通常被认为是区分量子世界与经典世界的标志。叠加态之间彼此相干,但是随着时间的推移,这种相干性会慢慢消失,称为量子退相干。量子退相干不可避免,导致退相干的因素有很多,论文中关于光腔非对角矩阵元的计算结果表明,能量激发态的衰减过程主导了光腔的量子退相干的发生。相干性的衰减在整体上呈现出的是正余弦曲线的振荡规律,相干性衰减的快慢和幅度则是受光力学耦合强度的影响,耦合强度越大,相干性消失地越快,也就是说,较小的耦合强度有利于保存量子相干。另外,微观主方程也适用于超强耦合光力系统中其他相关问题的讨论。