論文の概要: Nonclassical photon statistics in two-tone continuously driven
optomechanics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.10738v3
- Date: Wed, 8 Dec 2021 09:48:07 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-17 07:49:18.008573
- Title: Nonclassical photon statistics in two-tone continuously driven
optomechanics
- Title(参考訳): 2音連続駆動光学における非古典光子統計
- Authors: K. Borkje, F. Massel, J. G. E. Harris
- Abstract要約: ラマン散乱光子の単一光子検出は、放射と運動の両方の非古典的な特徴を観察するのに有用なツールである。
本稿では、キャビティモードを2つの異なる周波数で連続的に駆動する標準的な光学系について述べる。
- 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: In cavity optomechanics, single photon detection of Raman scattered photons
can be a useful tool for observing nonclassical features of both radiation and
motion. While this tool has been employed in experiments with pulsed laser
driving of a cavity mode, it has not been readily accessible to experiments
with continuous and constant laser driving. To address this, we present a study
of a standard optomechanical system where the cavity mode is continuously
driven at two different frequencies, and where sideband photons are detected by
single photon detectors after frequency filtering the output from the cavity
mode around its resonance frequency. We first derive the normalized second
order coherence associated with the detected photons, and show that it contains
signatures of the quantum nature of the mechanical mode which would be absent
with only single-tone driving. To identify model-independent nonclassical
features, we derive two inequalities for the sideband photon statistics that
should be valid in any classical model of the system. We show that these
inequalities are violated in the proposed setup. This is provided that the
average phonon occupation number of the mechanical mode is sufficiently small,
which in principle can be achieved through sideband cooling intrinsic to the
setup. Violation of the first inequality means that there is no well-defined
probability distribution of the Glauber-Sudarshan type for the cavity mode. In
contrast, a violation of the second inequality means that there is no joint
probability distribution for the cavity mode at two times separated by a finite
interval, which originates from the noncommutativity of the motional
quadratures of the mechanical mode. The proposed setup thus employs a
mechanical oscillator in order to generate a steady-state source of
nonclassical radiation.
- Abstract(参考訳): キャビティ光学では、ラマン散乱光子の単一光子検出は、放射と運動の両方の非古典的特徴を観察するのに有用である。
このツールはキャビティモードのパルスレーザー駆動の実験で使用されているが、連続的かつ定常的なレーザー駆動の実験では容易には利用できない。
そこで本研究では,キャビティモードを2つの異なる周波数で連続的に駆動し,共振器モードからの出力を共鳴周波数付近でフィルタリングした後,単一光子検出器によってサイドバンド光子が検出される標準光力学系について検討する。
まず、検出された光子に関連する正規化第2次コヒーレンスを導出し、単一音の駆動のみを欠くメカニカルモードの量子的性質のシグネチャを含むことを示す。
モデル非依存な非古典的特徴を特定するために、我々は、システムの古典的モデルで有効なサイドバンドフォトン統計量の2つの不等式を導出する。
これらの不平等が提案された設定に違反していることを示す。
これにより、メカニカルモードの平均フォノン占有数は十分に小さく、基本的には設定固有のサイドバンド冷却によって達成できる。
第1の不等式は、キャビティモードに対するグラウバー・スダルシャン型の確率分布が明確に定義されていないことを意味する。
対照的に、第2の不等式違反は、機械的モードの運動次数の非可換性から生じる有限間隔で2回分離されたキャビティモードの関節確率分布が存在しないことを意味する。
提案装置は、非古典的放射の定常源を生成するために機械振動子を用いる。
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