利用回音廊模式共振对耦合机械振子进行同时冷却

我们演示了由微球-悬臂和锥形光纤组成的两个耦合振子的同时质心冷却。通过锥形的倏逝场激发微球的回音廊模式（WGM），提供了一种传感信号，能够以 3 pm 的灵敏度连续监测这两个微克级物体之间的相对运动。腔增强的光偶极力用于为微米级直径锥形的运动提供反馈阻尼，而压电堆则用于阻尼更大（直径达 $180\,\mu$m）、更重（达 $1.5\times 10^{-7}\,$kg）且更硬的微球-悬臂的运动。在每种反馈方案中，每个振子的多个机械模式均可被冷却，主导模式的模式温度达到 10 K 以下，这与我们系统测量噪声所决定的极限一致。这代表了皮米量级的稳定化，也是首次演示利用 WGM 共振来同时冷却 WGM 谐振器及其耦合波导的机械模式。