論文の概要: Coherent noise cancellation in optomechanical system with double optical modes

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2009.04706v3
• Date: Fri, 27 Nov 2020 11:22:35 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-03 00:56:56.058997
• Title: Coherent noise cancellation in optomechanical system with double optical modes
• Title（参考訳）: 二重光モードを有する光学系におけるコヒーレントノイズキャンセリング
• Authors: Jiashun Yan and Jun Jing
• Abstract要約: コヒーレント量子ノイズキャンセリング(CQNC)は、単一モードのオプティメカティカルシステムにおいて、超感度なメトロジープロトコルを促進するために実施されている。 本研究では、CQNCの下で連続的な弱い力覚センサを2モードの光学系で開発する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The coherent quantum noise cancellation (CQNC) strategy has been performed in the single-mode optomechanical systems to promote an ultra-sensitive metrology protocol to break the standard quantum limit. The key idea of CQNC is that the backaction noises arising from radiation pressure and driving can be offset by coupling the optical mode to a near-resonant ancillary mode. In this work, a continuous weak-force sensing under CQNC is developed in a double-mode optomechanical system consisted of two optical modes with distinct frequencies and a mechanical mode. In particular, under the asymmetrical treatment by driving the higher-frequency optical mode, probing the lower-frequency one, and coupling the probe mode to the ancillary mode, our configuration can be used to resemble the conventional CQNC sensing. It is more important to find that the current CQNC strategy simultaneously stabilizes the double-mode system with respect to both the constrained driving power (the Routh-Hurwitz criterion) and the effective positive mechanical damping (the stable optical-spring condition). Moreover, through exploiting the coupling between the probe mode and the ancillary mode under this nontrivial extension of the CQNC strategy (from the single-mode version to the double-mode one), the rotating-wave term and the counter-rotating term are found to be responsible to the system stability and the noise cancellation, respectively. In realistic situations, our scheme can be practiced in a tripartite optomechanical setup with a membrane in the middle and a twisted-cavity-based weak-torque detector.
• Abstract（参考訳）: コヒーレント量子ノイズキャンセレーション(cqnc)戦略は、標準量子限界を破る超感度メトロロジープロトコルを促進するために、単一モード光機械システムにおいて実行されてきた。 CQNCの鍵となる考え方は、放射圧と駆動から生じるバックアクションノイズは、光学モードをほぼ共振アシラリーモードに結合することでオフセットできるということである。 本研究では,cqnc下での連続的な弱力センシングを,異なる周波数とメカニカルモードの2つの光モードからなる2重モード光機械システムで開発する。 特に、高周波光モードを駆動し、低周波モードを探索し、プローブモードを補助モードに結合することにより、非対称な処理の下で、従来のcqncセンシングに類似させることができる。 現在のCQNC戦略は、制約駆動力(ルース・ハーウィッツ基準)と有効正の機械減衰(安定光ばね条件)の両方に関して同時に二重モード系を安定化させることが重要である。 さらに、CQNC戦略の非自明な拡張(シングルモード版からダブルモード版まで)の下でプローブモードとアシラリーモードの結合を利用することにより、回転波項と反回転項はそれぞれシステムの安定性とノイズキャンセリングに責任があることが判明した。 現実の状況では, 中間に膜, ねじれたキャビティに基づく弱トーク検出器を配置した3部式光機械装置を用いて, 本方式を実践できる。

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