用于相干悬浮的高功率光学谐振腔中光热效应的建模

辐射压力可用于实现机械振子量子态的光机械控制与操纵。光机械相互作用也可由光热效应介导，尽管光热效应常被忽视，但它可能与辐射压力相互作用相竞争。对这些现象如何影响光学与机械自由度之间信息相干交换的理解通常尚不充分，尤其是在光热效应可完全主导相互作用的介观高功率系统中。在此，我们报告了一个有效的理论模型，用于预测并成功重构一个独特光机械系统的动力学：一个用于宏观光悬浮的腔增强装置，其中独立镜作为光机械振子。我们将光热相互作用分解为两种对立的光致效应：光热膨胀与热光效应。随后，我们重构了一个启发式模型，将腔内场与由声学 ($x_\textrm{ac}$)、质心 ($x_\textrm{lev}$)、光热 ($x_\textrm{ex}$) 和热光 ($x_\textrm{re}$) 位移引起的四类腔长变化联系起来。这提供了与实验结果具有更高一致性的精细预测。我们的工作提供了一种精确建模高功率光机械系统光热效应的方法，并有助于为精密传感与量子测量的光子系统开发更精确的光热建模。