論文の概要: A highly stable and fully tunable open microcavity platform at cryogenic temperatures

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.11601v1
• Date: Thu, 22 Dec 2022 10:53:46 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-09 06:51:11.175703
• Title: A highly stable and fully tunable open microcavity platform at cryogenic temperatures
• Title（参考訳）: 極低温における高安定で完全可変な開放型マイクロキャビティプラットフォーム
• Authors: Maximilian Pallmann, Timon Eichhorn, Julia Benedikter, Bernardo Casabone, Thomas H\"ummer, David Hunger
• Abstract要約: オープンアクセスマイクロキャビティは、固体量子系とナノ系の光物質相互作用を強化する強力なツールである。 我々は繊維ベースのFabry-P'erotマイクロキャビティプラットフォームを開発した。
• 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: Open-access microcavities are a powerful tool to enhance light-matter interactions for solid-state quantum and nano systems and are key to advance applications in quantum technologies. For this purpose, the cavities should simultaneously meet two conflicting requirements - full tunability to cope with spatial and spectral inhomogeneities of a material, and highest stability under operation in a cryogenic environment to maintain resonance conditions. To tackle this challenge, we have developed a fully-tunable, open-access, fiber-based Fabry-P\'erot microcavity platform which can be operated also under increased noise levels in a closed-cycle cryostat. It comprises custom-designed monolithic micro- and nanopositioning elements with up to mm-scale travel range that achieve a passive cavity length stability at low temperature of only 15 pm rms in a closed-cycle cryostat, and 5 pm in a more quiet flow cryostat. This can be further improved by active stabilization, and even higher stability is obtained under direct mechanical contact between the cavity mirrors, yielding 0:8 pm rms during the quiet phase of the closed-cycle cryo cooler. The platform provides operation of cryogenic cavities with high finesse and small mode volume for strong enhancement of light-matter interactions, opening up novel possibilities for experiments with a great variety of quantum and nano materials.
• Abstract（参考訳）: オープンアクセスマイクロキャビティは、固体量子系とナノ系の光物質相互作用を強化する強力なツールであり、量子技術における先進的な応用の鍵となる。 この目的のために、キャビティは、材料の空間的およびスペクトル的不均一性に対処するための完全なチューナビリティと、共鳴条件を維持するために低温環境での運用中の最高安定性の2つの相反する要件を同時に満たすべきである。 この課題に対処するため,我々は,閉サイクルクライオスタットにおける騒音レベルの増加下でも動作可能な,完全可変でオープンアクセス可能なファイバベースのファブリ・パウエルトマイクロキャビティプラットフォームを開発した。 カスタムデザインのモノリシックなマイクロ・ナノ配置素子を最大mmの走行範囲で構成し、クローズドサイクルクライオスタットでわずか15 pm rms、静かなフロークライオスタットで5 pmの低温でパッシブキャビティ長安定性を達成する。 これは能動安定化によりさらに改善することができ、閉サイクル冷凍機の静寂相中に0:8 pm rmsのキャビティミラー間の直接の機械的接触によりさらに高い安定性が得られる。 このプラットフォームは、高精細で小さなモードの体積を持つ低温キャビティの操作を提供し、光-物質相互作用を強力に強化し、様々な量子およびナノ材料の実験のための新しい可能性を開く。

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