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具有频率依赖镜面的耗散与色散腔光力系统

光学 2024-04-30 v2 量子物理

摘要

光力微腔通过将光限制于亚波长体积,可显著增强光与机械运动之间的相互作用。然而,这代价是光损耗率的增加。因此,基于微腔的光力系统处于未分辨边带区,阻碍了基于边带的基态冷却。在此类系统中降低光损耗的一种途径是对腔镜(即与机械谐振器相互作用的光学模式)进行设计。在我们的工作中,我们分析了一种这样的光力系统,其中一个镜面具有强频率依赖性,即悬浮 Fano 镜。该光力系统由两个光学模式组成,它们均与悬浮 Fano 镜的运动耦合。我们建立了包含标准色散光力耦合与耗散耦合的量子耦合模式描述。我们在线性区求解了系统动力学的朗之万方程,表明即使腔本身不处于分辨边带区,也可通过强光学模式耦合实现有效边带分辨,从而从室温实现基态冷却。重要的是,我们发现需要针对有效激光失谐正确分析腔输出谱,以推断机械谐振子的声子占据数。我们的工作还预测了通过对 Fano 镜特性进行设计,如何在基于 Fano 的微腔中进入非线性量子光力区。

关键词

引用

@article{arxiv.2311.15311,
  title  = {Dissipative and dispersive cavity optomechanics with a frequency-dependent mirror},
  author = {Juliette Monsel and Anastasiia Ciers and Sushanth Kini Manjeshwar and Witlef Wieczorek and Janine Splettstoesser},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2311.15311},
  year   = {2024}
}

备注

20 pages, 13 figures. Minor revision: clarify some assumptions, check energy equipartition (new fig. 13). Code to plot the article's figures available at https://gitlab.com/juliette.monsel/fano-mirror-cavity-optomechanics