基于光悬浮的纳米颗粒位置与质量的稳健计量
光学
2020-07-01 v1 仪器与探测器
摘要
基于光力相互作用在高真空中隔离环境噪声，光在精密测量中展现出令人难以置信的能力。然而，仍存在诸如位移与质量估计误差等障碍，严重制约了纳米尺度绝对精度的提升。在此，我们提出一种基于非线性的计量方法，在 mbar（比基于静电力和随机力的对应方法低 6 个数量级）下利用光悬浮精确测量纳米颗粒的位置与质量。通过精确控制悬浮纳米颗粒在非线性区间的振幅，我们实现了无需质量先验信息的亚皮米级位置测量，不确定度为 ，并可进一步用于称量飞克级质量，不确定度为 。这也将为高真空中构建良好校准的光力平台铺平道路，以用于纳米尺度力与加速度的高灵敏度和高精度测量，以及介观尺度量子叠加的研究。
引用
@article{arxiv.2002.02320,
title = {Robust optical-levitation-based metrology of nanoparticle's position and mass},
author = {Yu Zheng and Lei-Ming Zhou and Yang Dong and Cheng-Wei Qiu and Xiang-Dong Chen and Guang-Can Guo and Fang-Wen Sun},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.02320},
year = {2020}
}
备注
9 pages, 6 figures