論文の概要: An apparatus for in-vacuum loading of nanoparticles into an optical trap
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.02102v1
- Date: Wed, 3 Aug 2022 14:30:55 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-02 10:05:35.506312
- Title: An apparatus for in-vacuum loading of nanoparticles into an optical trap
- Title（参考訳）: 光トラップによるナノ粒子の真空内装荷装置
- Authors: Evan Weisman, Chethn Krishna Galla, Cris Montoya, Eduardo Alejandro,
Jason Lim, Melanie Beck, George P. Winstone, Alexey Grinin, William Eom,
Andrew A. Geraci
- Abstract要約: 圧電トランスデューサを用いて、直径の異なる球状および高アスペクト比粒子の乾燥エアロゾルを約2桁のマングエントで生成する。
この装置は、ガラスナノ粒子とガラス基板の間の摩擦力を克服するのに十分な107ドル(約1万2000円)の加速度を生成することが示されている。
基板から打ち上げた粒子の速度分布を報告し, レーザーフィードバック冷却を十分に行うことにより, 超高真空への直接負荷が期待できることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We describe the design, construction, and operation of an apparatus utilizing
a piezoelectric transducer for in-vacuum loading of nanoparticles into an
optical trap for use in levitated optomechanics experiments. In contrast to
commonly used nebulizer-based trap-loading methods which generate aerosolized
liquid droplets containing nanoparticles, the method produces dry aerosols of
both spherical and high-aspect ratio particles ranging in size by approximately
two orders of mangitude. The device has been shown to generate accelerations of
order $10^7$ $g$, which is sufficient to overcome stiction forces between glass
nanoparticles and a glass substrate for particles as small as $170$ nm
diameter. Particles with sizes ranging from $170$ nm to $\sim 10$ $\mu$m have
been successfully loaded into optical traps at pressures ranging from $1$ bar
to $0.6$ mbar. We report the velocity distribution of the particles launched
from the substrate and our results indicate promise for direct loading into
ultra-high-vacuum with sufficient laser feedback cooling. This loading
technique could be useful for the development of compact fieldable sensors
based on optically levitated nanoparticles as well as matter-wave interference
experiments with ultra-cold nano-objects which rely on multiple repeated
free-fall measurements and thus require rapid trap re-loading in high vacuum
conditions.
- Abstract（参考訳）: 本稿では, ナノ粒子の真空中装荷用圧電トランスデューサを用いた装置の設計, 構築, 動作について述べる。
ナノ粒子を含むエアロゾル化液滴を発生させる一般的なネブリザーベースのトラップローディング法とは対照的に, 粒径の異なる球状粒子と高アスペクト比粒子の乾燥エアロゾルを約2桁のマングエントで製造する。
この装置は10^7$$g$という命令の加速を発生させることが示されており、これはガラスナノ粒子と直径170$ nmの粒子のガラス基板の間のスティクション力を克服するのに十分である。
サイズが170ドルから$\sim 10$$\mu$mまでの粒子は、1ドルバーから0.6ドルmbarまでの圧力で光学トラップにロードされることに成功した。
基板から打ち上げた粒子の速度分布を報告すると, レーザーフィードバック冷却が十分である超高真空への直接負荷が期待できることを示す。
このローディング技術は、光学浮揚ナノ粒子を用いた小型電界センサの開発や、複数の繰り返し自由落下測定に依存する超低温ナノ物体による物質干渉実験に有用であり、高い真空条件下での迅速なトラップ再ロードを必要とする。
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