論文の概要: Waveguide-Cavity Scattering in High-Frequency Dissipative Optomechanics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.14533v1
- Date: Fri, 30 Dec 2022 03:16:31 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-09 03:20:36.875482
- Title: Waveguide-Cavity Scattering in High-Frequency Dissipative Optomechanics
- Title（参考訳）: 高周波拡散光学における導波路キャビティ散乱
- Authors: Andr\'e G. Primo, Pedro V. Pinho, Rodrigo Benevides, Simon
Gr\"oblacher, Gustavo S. Wiederhecker and Thiago P. Mayer Alegre
- Abstract要約: 本研究は,サイドバンド解消体制における最初の散逸型オプトメカニクスシステムについて述べる。
この数値は、機械周波数の2次跳躍と、散逸する光学的カップリング率の10倍の増加を示す。
この実験は、量子状態においてほとんどノイズのない動作を持つ強い散逸する光学デバイスへの道を開く。
- 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: The coherent transduction of information between microwave and optical
domains is a fundamental building block for future quantum networks. A
promising way to bridge these widely different frequencies is using
high-frequency nanomechanical resonators interacting with low-loss optical
modes. State-of-the-art optomechanical devices require a relatively large
photon population in the cavity to enhance the acousto-optic coupling, the heat
arising from undesirable optical absorption, however, generates thermal phonons
that ultimately hinder their operation in the quantum regime. One way to
overcome this problem is by using dissipative optomechanics. In this framework,
photons can be scattered directly from a waveguide into a resonator, reducing
the need for a large intra-cavity photon population. Hitherto, such dissipative
optomechanical interaction was only demonstrated at low mechanical frequencies,
precluding the quantum state transfer between photonic and phononic domains.
Here, we show the first dissipative optomechanical system operating in the
sideband-resolved regime, where the mechanical frequency is larger than the
optical linewidth. Exploring this unprecedented regime, we demonstrate the
impact of dissipative optomechanical coupling in reshaping both mechanical and
optical spectra. Our figures represent a two-order-of-magnitude leap in the
mechanical frequency and a tenfold increase in the dissipative optomechanical
coupling rate compared to previous works. The present demonstration opens a
path to strongly dissipative optomechanical devices with nearly noiseless
operation in the quantum regime.
- Abstract（参考訳）: マイクロ波と光領域間のコヒーレントな情報伝達は、将来の量子ネットワークの基本的な構成要素である。
これらの広く異なる周波数を橋渡しする方法は、低損失光モードと相互作用する高周波ナノメカニカル共振器を使用することである。
最先端の光機械装置は、光学結合を強化するためにキャビティ内の比較的大きな光子集団を必要とするが、望ましくない光吸収から生じる熱は、量子状態において最終的にその動作を妨げる熱フォノンを生成する。
この問題を解決する方法の1つは、散逸光学を使うことである。
この枠組みでは、光子は導波路から共振器に直接散乱し、大きなキャビティ内光子集団の必要性を減らすことができる。
このような散逸的な光力学的相互作用は低い機械的周波数でのみ実証され、フォトニックドメインとフォノニックドメイン間の量子状態の移動が妨げられた。
ここでは、光線幅よりも機械周波数が大きいサイドバンド分解系で作動する最初の散逸型オプティメカティカルシステムを示す。
この前例のない体制を探求し、光学スペクトルと機械的スペクトルの両方を再構成するときに散逸的な光学結合が与える影響を実証する。
この数値は, 機械周波数の2次跳躍と, 従来の研究に比べて10倍の散逸性オプテメカカルカップリング速度を示す。
本実験は,無ノイズに近い量子環境下での強い消散性光機械デバイスへの道を開く。
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