論文の概要: Optical sensing of magnons via the magnetoelastic displacement
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.08376v2
- Date: Thu, 20 Jan 2022 13:06:46 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-08 00:11:46.849073
- Title: Optical sensing of magnons via the magnetoelastic displacement
- Title（参考訳）: 磁気弾性変位によるマグノンの光学センシング
- Authors: Zhi-Yuan Fan, Rui-Chang Shen, Yi-Pu Wang, Jie Li, J. Q. You
- Abstract要約: 鉄ガーネットのような強磁性体や鉄ガーネットの静磁モードで定常マグノンの集団を測定する方法を示す。
我々は、強磁性体の磁気弾性を利用して、光学的アプローチを採用する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.298195012362328
- License: http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
- Abstract: We show how to measure a steady-state magnon population in a magnetostatic
mode of a ferromagnet or ferrimagnet, such as yttrium iron garnet. We adopt an
optomechanical approach and utilize the magnetoelasticity of the ferromagnet.
The magnetostrictive force dispersively couples magnons to the deformation
displacement of the ferromagnet, which is proportional to the magnon
population. By further coupling the mechanical displacement to an optical
cavity that is resonantly driven by a weak laser, the magnetostrictively
induced displacement can be sensed by measuring the phase quadrature of the
optical field. The phase shows an excellent linear dependence on the magnon
population for a not very large population, and can thus be used as a
`magnometer' to measure the magnon population. We further study the effect of
thermal noises, and find a high signal-to-noise ratio even at room temperature.
At cryogenic temperatures, the resolution of magnon excitation numbers is
essentially limited by the vacuum fluctuations of the phase, which can be
significantly improved by using a squeezed light.
- Abstract（参考訳）: 鉄ガーネットのような強磁性体や鉄ガーネットの静磁モードで定常マグノンの集団を測定する方法を示す。
我々は光力学的手法を採用し,強磁性体の磁気弾性を利用した。
磁歪力は、マグノン集団に比例する強磁性体の変形変位にマグノンを分散的に結合する。
弱レーザーにより共振駆動される光キャビティに機械的変位をさらに結合することにより、光学場の位相四倍率を測定することにより磁歪誘起変位を検出できる。
この相はマニョンの個体数に優れた線形依存を示しており、マニョンの個体数を測定するための「マグノメーター」として使うことができる。
さらに, 室温においても熱雑音の影響について検討し, 高信号対雑音比を求める。
低温では、マグノン励起数の分解能は基本的に位相の真空揺らぎによって制限され、圧縮光を用いることで著しく改善される。
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