論文の概要: Four-wave-cooling to the single phonon level in Kerr optomechanics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.02511v1
- Date: Tue, 6 Apr 2021 13:46:55 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-05 06:20:13.888308
- Title: Four-wave-cooling to the single phonon level in Kerr optomechanics
- Title（参考訳）: Kerr光力学における単一フォノンレベルへの4波冷却
- Authors: Daniel Bothner, Ines C. Rodrigues, and Gary A. Steele
- Abstract要約: 超伝導量子干渉空洞とメカニカルナノビームを組み合わせたフラックスを利用した光学デバイスを提案する。
マイクロ波回路の固有Kerr非線形性は, 逆直観的ブルーバンド冷却法にどのように利用できるかを示す。
- 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 field of cavity optomechanics has achieved groundbreaking photonic
control and detection of mechanical oscillators, based on their coupling to
linear electromagnetic modes. Lately, however, there is an uprising interest in
exploring cavity nonlinearities as a powerful new resource in
radiation-pressure interacting systems. Here, we present a flux-mediated
optomechanical device combining a nonlinear Josephson-based superconducting
quantum interference cavity with a mechanical nanobeam. We demonstrate how the
intrinsic Kerr nonlinearity of the microwave circuit can be used for a
counter-intuitive blue-detuned sideband-cooling scheme based on multi-tone
cavity driving and intracavity four-wave-mixing. Based on the large
single-photon coupling rate of the system of up to $g_0 = 2\pi\cdot 3.6\,$kHz
and a high mechanical quality factor $Q_\mathrm{m} \approx 4\cdot 10^{5}$, we
achieve an effective four-wave cooperativity of $\mathcal{C}_\mathrm{fw} > 100$
and demonstrate four-wave cooling of the mechanical oscillator close to its
quantum groundstate, achieving a final occupancy of $n_\mathrm{m} \sim 1.6$.
Our results significantly advance the recently developed platform of
flux-mediated optomechanics and demonstrate how cavity Kerr nonlinearities can
be utilized for novel control schemes in cavity optomechanics.
- Abstract（参考訳）: キャビティ光学の分野は、リニア電磁モードとの結合に基づいて、地中光制御と機械振動子の検出を実現している。
しかし近年, 放射圧相互作用系において, 空洞非線形性を探索することへの関心が高まっている。
本稿では非線形ジョセフソン系超伝導量子干渉キャビティと機械的ナノビームを組み合わせたフラックス媒介光力学デバイスを提案する。
マイクロ波回路の固有Kerr非線形性をマルチトーンキャビティ駆動とキャビティ内4波混合に基づく反直観的青色変調サイドバンド冷却法に利用できることを示す。
最大$g_0 = 2\pi\cdot 3.6\,$khz と高い機械的品質係数 $q_\mathrm{m} \approx 4\cdot 10^{5}$ の系の大きな単光子結合速度に基づいて、$\mathcal{c}_\mathrm{fw} > 100$ の効果的な4波協調性を達成し、量子基底状態に近い機械振動子の4波冷却を実証し、最終的に $n_\mathrm{m} \sim 1.6$ となる。
本研究では,近年開発されたフラックス型光機械のプラットフォームを著しく進歩させ,キャビティカー非線形性がキャビティ光機械の新しい制御手法にどのように活用できるかを実証する。
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