用于精密力传感的光悬浮纳米机械谐振器的精确质量测量
仪器与探测器
2019-10-23 v3 光学
摘要
纳米机械谐振器被广泛用作力与质量传感器，其灵敏度分别达到 zepto-Newton 与 yocto-gram 量级。然而，其精度通常受限于系统有效质量的高不确定性，而该质量的估计并非易事。这一关键问题可在悬浮动力学中解决，其中纳米谐振器通常由质量明确的单个二氧化硅纳米颗粒构成。但当前方法对悬浮纳米颗粒质量的评估不确定性高达数十个百分点，从而阻碍了实现前所未有的传感性能。本文提出一种新颖的测量方案，利用周围板电容器产生的电场在中等真空中直接驱动带电的光悬浮颗粒。所开发的技术将质量估计的统计误差控制在 1% 以下、系统误差为 2%，并为悬浮动力学系统更可靠的传感与计量应用铺平了道路。
引用
@article{arxiv.1812.11645,
title = {Accurate mass measurement of a levitated nanomechanical resonator for precision force sensing},
author = {Francesco Ricci and Marc T. Cuairan and Gerard P. Conangla and Andreas W. Schell and Romain Quidant},
journal= {arXiv preprint arXiv:1812.11645},
year = {2019}
}
备注
Main text: 4 pages, 3 figures; Supplementary information: 6 pages, 9 figures. Version 03: One supplementary figure added; Text improved