論文の概要: Optomechanical cooling with coherent and squeezed light: the thermodynamic cost of opening the heat valve

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.03596v2
• Date: Tue, 18 May 2021 12:26:20 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-09 00:20:29.503170
• Title: Optomechanical cooling with coherent and squeezed light: the thermodynamic cost of opening the heat valve
• Title（参考訳）: コヒーレント・圧縮光によるオプトメカニカル冷却--熱弁開弁の熱力学的コスト-
• Authors: Juliette Monsel, Nastaran Dashti, Sushanth Kini Manjeshwar, Jakob Eriksson, Henric Ernbrink, Ebba Olsson, Emelie Torneus, Witlef Wieczorek and Janine Splettstoesser
• Abstract要約: 各種光学系において、駆動光空洞との結合による機械運動の地中冷却が実証されている。 熱弁を用いた最適サイドバンド冷却の熱力学的性能解析を行った。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.12647816797166164
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Ground-state cooling of mechanical motion by coupling to a driven optical cavity has been demonstrated in various optomechanical systems. In our work, we provide a so far missing thermodynamic performance analysis of optomechanical sideband cooling in terms of a heat valve. As performance quantifiers, we examine not only the lowest reachable effective temperature (phonon number) but also the evacuated-heat flow as an equivalent to the cooling power of a standard refrigerator, as well as appropriate thermodynamic efficiencies, which all can be experimentally inferred from measurements of the cavity output light field. Importantly, in addition to the standard optomechanical setup fed by coherent light, we investigate two recent alternative setups for achieving ground-state cooling: replacing the coherent laser drive by squeezed light or using a cavity with a frequency-dependent (Fano) mirror. We study the dynamics of these setups within and beyond the weak-coupling limit and give concrete examples based on parameters of existing experimental systems. By applying our thermodynamic framework, we gain detailed insights into these three different optomechanical cooling setups, allowing a comprehensive understanding of the thermodynamic mechanisms at play.
• Abstract（参考訳）: 各種光学系において、駆動光空洞との結合による機械運動の地中冷却が実証されている。 本研究では,熱弁を用いた光機械式サイドバンド冷却の熱力学的性能解析を行う。 性能定量化器として, 低到達性有効温度(フォノン数)だけでなく, 標準冷蔵機の冷却電力と同等の避難熱流や, キャビティ出力光場の測定から, 全てを実験的に推定できる適切な熱力学効率についても検討する。 特に,コヒーレント光によって供給される標準的なオプティメカルセットアップに加えて,コヒーレントレーザドライブを圧縮光で置き換えたり,周波数依存(ファノ)ミラーでキャビティを使用するという,地中冷却を実現するための2つの方法を検討した。 弱結合限界の内外におけるこれらのセットアップのダイナミクスを考察し、既存の実験システムのパラメータに基づく具体例を示す。 熱力学の枠組みを適用することで、これら3つの異なる冷却機構について詳細な知見を得ることができ、熱力学のメカニズムを網羅的に理解することができる。

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