抛物面镜陷阱中悬浮光力系统的参数反馈冷却

我们展示了一种基于抛物面镜和光梯度力在真空中光学捕获单个纳米粒子的简单且稳健的几何结构，并展示了将所有三个运动自由度从室温快速参数反馈冷却至几毫开尔文。使用波长为1550nm的单束激光和单个光电二极管，用于三个维度的捕获、位置检测和冷却。直径从26nm到160nm的粒子在无反馈时可被捕获至10$^{-5}$ mbar，开启反馈后压力降至10$^{-6}$ mbar。研究了存在噪声和反馈时谐波运动的修正，并估算了实验机械品质因子 $>4\times 10^7$。