最小支撑介电体的增强光机械悬浮

光悬浮机械传感器有望实现远超仅使用柔性材料所能达到的热噪声隔离。挖掘这一潜力的一种途径是对最小支撑的机械元件施加强光阱，从而提高其品质因子 $Q_m$。然而，现有方案需要过高的激光功率（$\sim10$ W），且由于被囚禁模式与支撑结构耗散模式之间的杂化，$Q_m$ 的增强最终限制在约 50 倍。在此，我们提出一种充分利用光学谐振腔的悬浮方案，将循环功率需求降低多个数量级。将该方案应用于法布里 - 珀罗腔中的介电圆盘，我们发现了一种基于倾斜的调谐机制，可同时优化质心模式和扭转模式陷阱。值得注意的是，这两种模式以相当的效率被囚禁，我们估计直径 10 微米、厚度 100 纳米的硅圆盘可在精细度为 1500 的（适中）谐振腔内，仅凭 30 mW 的循环功率被囚禁至约 10 MHz 的频率。最后，我们模拟了这种强陷阱对现实双系留圆盘的影响。至关重要的一点是，我们发现扭转运动相对不受限制 $Q_m$ 的杂化影响，从而允许 $Q_m$ 增强因子达到约 1500。这为实现具有十亿量级品质因数的激光调谐 10 MHz 机械系统开辟了可能性。