論文の概要: Angular trapping of a linear-cavity mirror with an optical torsional spring

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.13507v2
• Date: Wed, 27 Jul 2022 12:25:58 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-10 05:41:21.325790
• Title: Angular trapping of a linear-cavity mirror with an optical torsional spring
• Title（参考訳）: 光ねじりばねを用いたリニアキャビティミラーの角度トラッピング
• Authors: Takuya Kawasaki, Kentaro Komori, Hiroki Fujimoto, Yuta Michimura, Masaki Ando
• Abstract要約: 懸濁鏡の回転運動を捕捉するために光放射圧を用いることができることを示す。 キャビティ内のレーザービームの放射圧は、実際には正の回復トルクとして機能する。
• 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: Optomechanical systems have been attracting intensive attention in various physical experiments. With an optomechanical system, the displacement of or the force acting on a mechanical oscillator can be precisely measured by utilizing optical interferometry. As a mechanical oscillator, a suspended mirror is often used in over milligram scale optomechanical systems. However, the tiny suspended mirror in a linear cavity can be unstable in its yaw rotational degree of freedom due to optical radiation pressure. This instability curbs the optical power that the cavity can accumulate in it, and imposes a limitation on the sensitivity. Here, we show that the optical radiation pressure can be used to trap the rotational motion of the suspended mirror without additional active feedback control when the $g$ factors of the cavity are negative and one mirror is much heavier than the other one. Furthermore, we demonstrate experimentally the validity of the trapping. We measured the rotational stiffness of a suspended tiny mirror with various intracavity power. The result indicates that the radiation pressure of the laser beam inside the cavity actually works as a positive restoring torque. Moreover, we discuss the feasibility of observing quantum radiation pressure fluctuation with our experimental setup as an application of our trapping configuration.
• Abstract（参考訳）: 光学系は様々な物理実験で注目を集めている。 光学系では、光学干渉計を用いて機械振動子に作用する力の変位を正確に測定することができる。 機械的な発振器として、吊り上げ鏡はミリグラムスケールの光機械システムでしばしば用いられる。 しかし、直線キャビティ内の小さな吊り上げ鏡は、光学的放射圧によるヨー回転の自由度で不安定になる可能性がある。 この不安定性はキャビティが蓄積できる光学力を抑制し、感度に制限を課す。 ここでは,キャビティの$g$係数が負であり,一方のミラーが他方のミラーよりも重い場合,懸濁鏡の回転運動を付加的なアクティブフィードバック制御なしで捕捉するために光放射圧が使用できることを示す。 さらに,トラッピングの有効性を実験的に示す。 種々のキャビティパワーを有する吊り下げられた小型鏡の回転剛性を測定した。 その結果,キャビティ内のレーザー光の放射圧は正の復元トルクとして実際に働くことがわかった。 さらに, 量子放射圧力変動を観測する可能性について, トラッピング構成の応用として実験的に検討した。

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