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具有纳克加速度灵敏度的 10 纳克小球光学悬浮

光学 2018-05-08 v2 仪器与探测器 量子物理

摘要

我们演示了质量为 0.1 至 30 纳克的 SiO2_2 小球的光学悬浮。在高真空中,我们观察到测得的加速度灵敏度随质量增大而改善,并对一颗 12 ng 小球获得了 0.4×106 g/Hz0.4 \times 10^{-6}\ g/\sqrt{\mathrm{Hz}} 的灵敏度,比此前报道的光学悬浮质量灵敏度优一个数量级以上。此外,这些技术允许较长的积分时间,并在 1.4×1041.4\times 10^4~s 内测得平均加速度为 (0.7±2.4[stat]±0.2[syst])× 109g(-0.7\pm2.4\,[stat] \pm 0.2\,[syst])\times ~ 10^{-9}\,g。质量大于 10~ng 的小球在高真空中被发现会因俘获激光吸收导致的加热主导辐射冷却而损失质量。该吸收限制了可被悬浮小球的最大尺寸,并允许对本文所测试市售小球的俘获光吸收进行测量。由更低吸收材料构成的小球或可在高真空中实现更大物体的光学悬浮。

关键词

引用

@article{arxiv.1711.04675,
  title  = {Optical levitation of 10 nanogram spheres with nano-$g$ acceleration sensitivity},
  author = {Fernando Monteiro and Sumita Ghosh and Adam Getzels Fine and David C. Moore},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1711.04675},
  year   = {2018}
}