真空中悬浮单个 NV 中心的运动控制与光学探测

悬浮光力学利用真空中被捕获纳米物体的独特机械性质，以应对夹紧纳米机械谐振子的一些局限。特别是，其性能有望促进对介观尺度量子退相干更好的理解，并催生新型超灵敏传感方案。尽管迄今多数努力集中于低吸收二氧化硅颗粒的光捕获，但悬浮具有如色心等内部自由度的物体带来了进一步机遇。然而，低压下低效的热耗散构成挑战，因为多数纳米物体即使由低吸收材料制成，在光陷阱中也会遭受光损伤。在此，通过使用 Paul 陷阱，我们展示了真空中纳米金刚石（宿主为单个氮-空位中心）的悬浮及其质心反馈冷却。所实现的运动控制水平使我们能够对发射体响应进行光学探测与表征。所开发的平台适用于广泛的其他纳米物体，并代表着朝向耦合内部与外部自由度颇具前景的一步。