光机系统中由两个机械模式同时产生的有质动力压缩

我们实验性地展示了一个压缩光源，该光源具有来自光机系统两个机械模式的同时有质动力压缩。我们使用置于法布里-珀罗光学腔中低温条件（$T=11\,\mathrm{K}$）下的超相干振动模式（$Q$因子约为$10^{8}$）的软夹持薄膜，并由光强度量子涨落驱动，以在腔内光场的振幅和相位正交分量之间创建相关性。我们对频率间隔约为$1\,\mathrm{MHz}$的两个不同机械模式进行了连续光学监测。作为薄膜位置与光相互作用的结果，我们在直接探测中（在修正探测效率后）观察到，第一个局域机械模式（$1.32\,\mathrm{MHz}$）产生了$4.8\,\mathrm{dB}$的有质动力压缩，第二个局域模式（$2.43\,\mathrm{MHz}$）产生了$4.2\,\mathrm{dB}$的压缩。因此，我们展示了如何通过利用多个机械模式，在光机系统中将压缩光产生扩展到超过一个倍频程。利用零差探测在最优正交分量中检测压缩，将分别导致两个模式在腔输出端达到$7.3\,\mathrm{dB}$和$6.8\,\mathrm{dB}$的压缩水平。这里展示的近红外光的压缩，可以在广泛的波长范围内实现，这是因为光机相互作用与SiN薄膜对波长的相对不敏感性。