波导耦合回音壁模式谐振腔的光机冷却与自稳定
光学
2020-09-02 v2
摘要
机械自由度的激光冷却是光力学领域最显著的成就之一。据我们所知，本文首次报道了与回音壁模式（WGM）谐振腔耦合的悬空波导运动的高效被动光机冷却。该波导是一根 8 mm 长的玻璃光纤纳米尖，其基阶弯曲共振位于 {\Omega}/2{\pi} = 2.5 kHz，Q 因子为 1.2 10**5。在入射 250 {\mu}W、光频接近 WGM 共振频率的激光时，我们观测到纳米尖共振从室温冷却至 1.8 K。同时亦观测到第一高阶机械模式的冷却。纳米尖整体布朗运动的强烈抑制（表现为其均方位移降低 11.6 dB）表明纳米尖与腔模间线性耦合的强光机稳定。冷却主要由纳米尖与 WGM 谐振腔间的光热效应与光学力共同导致。该结果对 WGM 谐振腔的诸多应用（包括原子物理、光力学与传感）具有直接意义。
引用
@article{arxiv.1804.09115,
title = {Optomechanical cooling and self-stabilization of a waveguide coupled to a whispering-gallery-mode resonator},
author = {Riccardo Pennetta and Shangran Xie and Richard Zeltner and Jonas Hammer and Philip St. J. Russell},
journal= {arXiv preprint arXiv:1804.09115},
year = {2020}
}
备注
13 pages, 7 figures