真空中光力系统稳定悬浮用二氧化硅纳米颗粒的形貌追踪与调控
光学
2023-04-04 v1
摘要
真空中光学悬浮纳米机械谐振器克服了夹紧式谐振器的局限，对力学量具有超高灵敏度。然而，普遍使用的低吸收高透明二氧化硅纳米颗粒（NPs）仍面临在高真空中存活困难且原因不明的问题。通过监测抽气过程中非晶二氧化硅 NPs 的散射、质量和密度等物理化学性质，我们提出 NPs 的丢失可能源于低压下激光加热导致释放所引起的运动不稳定性。本工作中，两类 NPs 在装入光阱前经 100 至 1200 摄氏度热处理以释放杂质。热处理后两类 NPs 的高真空悬浮比例均明显提升。特别地，对于加热至 600 摄氏度的 NPs，两类 NPs 的比例分别从约 30% 提升至 100%、从约 0 提升至 85%。抽气过程中相对稳定的物理化学参数进一步证实了该丢失机制。本工作为悬浮纳米谐振器的广泛应用铺平了道路，并表明悬浮真空光力系统可成为气溶胶和尘埃等小颗粒动力学与原位研究的 promising 工具。
引用
@article{arxiv.2304.00361,
title = {Morphological tracking and tuning of silica NPs for stable levitation in vacuum optomechanical systems},
author = {Cuihong Li and Yuanyuan Ma and Jinchuan Wang and Shaochong Zhu and Xiaowen Gao and Xinbing Jiang and Huan Yang and Zhenhai Fu and Huizhu Hu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.00361},
year = {2023}
}