使用结构化波前控制悬浮粒子的质心运动
光学
2026-05-28 v2
摘要
光学悬浮粒子具有作为新型量子增强传感器基础的巨大潜力。这些系统在低压下非常适合惯性感应，因为粒子在悬浮时与环境隔离。然而，实验实现中存在诸多挑战，可能影响系统性能。例如，来自光学元件或错位的光学畸变对捕获光束的波前产生深远影响。光学畸变的不利影响尚未得到彻底研究，通常通过迭代校正获得一些取决于所用衡量标准的冲突结果。在本工作中，我们系统性地研究了结构化捕获光束波前的影响。我们观察到，干净的光束，即高度聚焦且波前无畸变的光束，可用于优化纵向频率，代价是横向频率。我们的工作基于使用完整正交多项式基（Zernike多项式）控制波前的实验研究，以及一组数值计算，允许我们比较结构化波前对真空中光学悬浮粒子捕获质量的影响。这将直接应用于量子感测和量子力学基本研究，因为它允许减少光学反馈和粒子热衰减。
关键词
引用
@article{arxiv.2510.17654,
title = {Controlling the centre of mass motion of levitated particles using structured wavefronts},
author = {Shah Jee Rahman and Quimey Pears Stefano and Angel Cifuentes and Jason T Francis and Iker Gómez-Viloria and Rubén Pellicer-Guridi and Miguel Varga and Gabriel Molina-Terriza},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.17654},
year = {2026}
}