論文の概要: Optomechanical sideband asymmetry explained by stochastic
electrodynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.01486v1
- Date: Tue, 4 Oct 2022 09:30:45 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-23 22:13:10.580984
- Title: Optomechanical sideband asymmetry explained by stochastic
electrodynamics
- Title（参考訳）: 確率電磁力学で説明される光学的サイドバンド非対称性
- Authors: Lukas Novotny, Martin Frimmer, Andrei Militaru, Andreas Norrman, Oriol
Romero-Isart, Patrick Maurer
- Abstract要約: 吊り鏡から反射したレーザ光の雑音スペクトルについて検討した。
電磁場はマクスウェルの方程式に従い、決定論的部分によって記述される。
ミラー運動はニュートンの運動方程式を満足し、決定論と部分からなる。
- 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: Within the framework of stochastic electrodynamics we derive the noise
spectrum of a laser beam reflected from a suspended mirror. The electromagnetic
field follows Maxwell's equations and is described by a deterministic part that
accounts for the laser field and a stochastic part that accounts for thermal
and zero-point background fluctuations.Likewise, the mirror motion satisfies
Newton's equation of motion and is composed of deterministic and stochastic
parts, similar to a Langevin equation. We consider a photodetector that records
the power of the field reflected from the mirror interfering with a
frequency-shifted reference beam (heterodyne interferometry). We theoretically
show that the power spectral density of the photodetector signal is composed of
four parts: (i) a deterministic term with beat notes, (ii) shot noise, (iii)
the actual heterodyne signal of the mirror motion and (iv) a cross term
resulting from the correlation between measurement noise (shot noise) and
backaction noise (radiation pressure shot noise). The latter gives rise to the
Raman sideband asymmetry observed with ultracold atoms, cavity optomechanics
and with levitated nanoparticles. Our classical theory fully reproduces
experimental observations and agrees with the results obtained by a quantum
theoretical treatment.
- Abstract（参考訳）: 確率的電気力学の枠組みにおいて、懸濁鏡から反射されるレーザ光の雑音スペクトルを導出する。
電磁場はマクスウェルの方程式に従い、レーザー場と熱とゼロ点背景のゆらぎを考慮に入れた確率的部分から説明され、ミラー運動はニュートンの運動方程式を満足し、ランゲヴィン方程式と同様の決定論的および確率的部分で構成されている。
周波数シフト基準ビーム(ヘテロダイン干渉法)と干渉するミラーから反射される磁場のパワーを記録する光検出器を考える。
理論的には、光検出器信号のパワースペクトル密度は4つの部分からなる。
(i)ビート音符による決定論的用語
(ii)ショットノイズ。
(iii)鏡の運動の実際のヘテロダイン信号と
(iv)測定ノイズ(ショットノイズ)とバックアクションノイズ(放射圧ショットノイズ)との相関から生じるクロス項。
後者は、超低温原子、キャビティ・オプティメカニクス、および浮遊ナノ粒子で観察されるラマン側帯非対称性をもたらす。
我々の古典理論は実験的な観測を完全に再現し、量子論的処理によって得られた結果と一致する。
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