光照射在物体表面上时，会把动量传递给该物体，产生光压，也称为辐射压力。激光的辐射压力可以有效的冷却原子的运动，激光冷却作为原子物理领域中重要的实验技术，推动了超冷原子或离子在精密测量、光钟、量子多体等众多领域的应用发展。随着光学微腔的出现与微纳加工技术的突飞猛进，介观尺度的光力学研究获得了高速的发展。2005年，Kippenberg等人首先在高品质微芯圆环腔中观测到了机械振动模式与光力相互作用。这归功于高品质微腔内的高强度的局域光场——有效的增强了光与物质的相互作用，并且微纳结构的质量和弹性系数较小而更容易产生形变。在此后的十余年间，腔光力学得到了蓬勃的发展，国内外研究人员基于腔光力相互作用实现了机械振子基态冷却、光力诱导透明与放大、光场与机械振子强耦合、光频转换、光存储、光场压缩、光力诱导非互易等新奇的光力效应。此外，基于宏观尺度腔光力相互作用的引力波探测获得了2017年诺贝尔物理学奖。随着腔光力学的发展，未来无论在精密传感领域，还是在经典与量子信息处理领域，腔光力学都将扮演越来越重要的角色。　　本论文基于回音壁模式介质微腔的腔光力体系，系统的研究了光场与机械振子的相互作用，主要内容包括:　　1.回音壁模式微腔与腔光力相互作用　　结合小组多年的微腔实验经验，我们首先介绍回音壁模式微腔的光学模式及机械振动模式，随后介绍微腔的制备与光纤锥耦合，进行光学模式与机械模式的观测。在此基础上，依托光力诱导透明与光存储实验，论文详述了腔内光场与机械运动相互作用和光力瞬态测量技术，这是我们进行后续实验的技术基础。　　2.光力学诱导非互易　　光学非互易器件，比如隔离器和环形器，对于经典信息和量子信息处理至关重要，是集成光子回路中不可或缺的元件。此外，光学单向相移器还可用于光子的拓扑性质研究，比如实现光学手性边缘态和拓扑保护。最常见的光学非互易器件主要基于磁光晶体的法拉第效应。然而，磁光材料往往需要强磁场且难以集成，因而实现可集成化的全光非互易器件仍然面临巨大的挑战。我们利用回音壁模式微腔内两个简并的顺时针方向和逆时针方向的行波模式——这两个简并的光学模式具有完全相反的轨道角动量——实现了非互易的光力相互作用。在满足角动量匹配的情况下，仅仅当驱动光和信号光耦合到同一个光学模式时，驱动光才能激发信号光和机械振动的相干转换，因此导致了光传播的非互易特性。在此基础上，我们研究了单向驱动光导致的光力诱导透明和放大的非互易现象，实现了多达40度的非互易相移，有望应用于全光控制的片上隔离器或环形器。　　3.布里渊散射诱导透明与光存储　　在之前的光声相互作用实验中，我们关注机械振子的整体振动模式。进一步的，我们在实验上研究了微球腔内光学和声学的行波回音壁模式的相干转换。通过布里渊散射激发的行波声波，我们验证了布里渊散射诱导透明机制，这一机制中包含的三模共过程极大的增强了光——声相互作用强度。利用该光——声相互作用，我们将光场转化为相干的行波声波场，从而实现了多达10μs的相干光存储。另外，受激布里渊散射的形成需要特定的相位匹配条件，因此布里渊散射过程中的行波声波场仅与沿特定方向传播的光场相互耦合，从而实现非互易的光存储与光读取。利用这一特性有望实现低功耗的集成的全光开关、光隔离器或光环形器。　　4.微球腔光力体系封装　　随着腔光力学的深入研究，我们需要借助真空或低温环境去提高机械振动模式品质因子以及降低机械振动热噪声，进行量子腔光力学的研究。然而，光纤锥——微腔体系一般需要高精度位移台调节二者的相对位置，实现特定的光纤锥——微腔耦合速率。在空间狭小的真空腔或低温腔中，引入这类位移台繁琐复杂，效果难以保证。为了克服相关问题，我们提出一种封装微球腔光力体系的方案，无需平移台调节微球腔与光纤锥相对位置，同时可以保持极高的光学与机械振动品质因子。该封装方案的其它优势在于操作容易、步骤简单，封装后的光力学微腔无论在通常环境下还是在真空腔中都具备长期稳定性。　　5.超高频机械振动成像　　微腔的机械运动会调制腔内光场，在通常的腔光力实验中，我们通过测量透过光场获得一定的机械振动信息，比如频率和线宽。但这种测量方式提供的信息有限，如果能对振动模式成像，从而进行模式分析、耗散分析，无疑将有利于实验中制备品质因子更高、性能参数更优的光力微腔器件。因此，搭建了具备同时探测机械振子绝对振幅与相位的超高频激光测振仪，并且对AlN微盘腔中的10.4GHz振动模式进行了成像，位移分辨率达到0.36pm/√Hz。同时，我们还探测了AlN微盘腔的一阶和二阶径向模式，实验结果符合数值模拟。