利用空间模式分选器对纳米机械谐振器进行量子极限成像

我们探索利用空间模式分选器对纳米机械谐振器进行成像，旨在研究主动成像的量子极限并扩展光力学力传感的工具箱。在我们的实验中，我们将高斯激光束从振动的纳米带反射，并将反射光束通过商用空间模式解复用器（Cailabs Proteus）传递。每个解复用通道的强度取决于机械模式形状，并编码了其位移振幅的信息。作为具体演示，我们以基态厄米-高斯模式（HG$_{00}$）照射纳米带并在 HG$_{01}$ 模式读出，监测纳米带基态扭转模式的角位移。我们证明该技术能够以接近量子极限的精度读出纳米带的扭转振动。我们的结果揭示了量子成像与量子光力学界面上的新机遇。