論文の概要: Force sensing in an optomechanical system with feedback-controlled in-loop light

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.11199v1
• Date: Mon, 21 Jun 2021 15:35:44 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-25 23:04:37.301061
• Title: Force sensing in an optomechanical system with feedback-controlled in-loop light
• Title（参考訳）: フィードバック制御型インループ光を用いた光機械系の力センシング
• Authors: F. Bemani, O. \v{C}ernot\'ik, L. Ruppert, D. Vitali and R. Filip
• Abstract要約: 光学系における極低光付加雑音の近接共振型狭帯域力センサを提案する。 最適低雑音系では、近似量子制限光パラメトリック増幅器を含む光学系と類似していることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum control techniques applied at macroscopic scales provide us with opportunities in fundamental physics and practical applications. Among them, measurement-based feedback allows efficient control of optomechanical systems and quantum-enhanced sensing. In this paper, we propose a near-resonant narrow-band force sensor with extremely low optically added noise in an optomechanical system subject to a feedback-controlled in-loop light. The membrane's intrinsic motion consisting of zero-point motion and thermal motion is affected by the added noise of measurement due to the backaction noise and imprecision noise. We show that, in the optimal low-noise regime, the system is analogous to an optomechanical system containing a near quantum-limited optical parametric amplifier coupled to an engineered reservoir interacting with the cavity. Therefore, the feedback loop enhances the mechanical response of the system to the input while keeping the optically added noise of measurement below the standard quantum limit. Moreover, the system based on feedback offers a much larger amplification bandwidth than the same system with no feedback.
• Abstract（参考訳）: マクロスケールで適用される量子制御技術は、基礎物理学と実用的な応用の機会を提供する。 測定に基づくフィードバックは、光学機械システムの効率的な制御と量子エンハンスセンシングを可能にする。 本稿では,フィードバック制御型ループ内光に対する光力学系において,超低光付加ノイズを有する近共振形狭帯域力センサを提案する。 非点運動と熱運動からなる膜の固有運動は、バックアクションノイズとインプレッションノイズによる測定ノイズの増加に影響される。 最適低雑音状態において, このシステムは, 空洞と相互作用する工学的貯水池に結合した近接量子制限光パラメトリック増幅器を含む光学系に類似していることを示す。 したがって、フィードバックループは、光学的に付加された測定ノイズを標準量子限界以下に保ちながら、入力に対するシステムの機械的応答を高める。 さらに、フィードバックに基づくシステムは、フィードバックのない同じシステムよりもはるかに大きな増幅帯域を提供する。

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