多悬浮粒子的优化冷却：远场波前整形理论
光学
2023-02-23 v1
摘要
操控微小物体的能力将我们推向了对物理理解极限的挑战。在这方面尤为 promising 的是悬浮这一交叉领域，其中光场可通过光学悬浮将纳米粒子与环境隔离。当被冷却至其运动量子基态时，悬浮系统展现出呈现介观量子特性的诱人前景。目前该领域局限于形状简单的单物体，而悬浮研究兴趣正转向更复杂结构的操控，例如包含多粒子或不同自由度的体系。遗憾的是，当前的冷却技术大多为单物体设计，因而难以简单地复用（multiplexed）以处理此类耦合多体系统。在此，我们提出一种基于远场光空间调制来并行冷却多个纳米物体的方法。我们的流程基于实验可测量的散射矩阵及其随时间的变化。我们展示了如何由这些要素构造一个线性能量平移算符，其本征态被确定为实现对复杂运动悬浮粒子系综最有效冷却的入射波前。本文与 arxiv:2103.12592 并行提交，提供了对该预期冷却性能以及该方法针对环境参数鲁棒性的理论与数值研究。
引用
@article{arxiv.2206.01046,
title = {Optimal Cooling of Multiple Levitated Particles: Theory of Far-Field Wavefront-Shaping},
author = {Jakob Hüpfl and Nicolas Bachelard and Markus Kaczvinszki and Michael Horodynski and Matthias Kühmayer and Stefan Rotter},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.01046},
year = {2023}
}
备注
Posted in parallel with arXiv:2103.12592, this preprint provides extended simulations and theoretical considerations on our far-field cooling scheme