論文の概要: Phononic Crystals in Superfluid Thin-Film Helium

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.18259v1
• Date: Wed, 28 Feb 2024 11:45:35 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-29 15:15:18.338811
• Title: Phononic Crystals in Superfluid Thin-Film Helium
• Title（参考訳）: 超流動薄膜ヘリウム中のフォノン結晶
• Authors: Alexander Rolf Korsch, Niccol\`o Fiaschi, Simon Gr\"oblacher
• Abstract要約: 超流動薄膜の機械的励起は、その有効屈折率の変調によって光学マイクロ共振器の光学モードと相互作用する。 超流動ヘリウム膜において、第3の音モードを閉じ込めた音速結晶空洞を、第3の音波長に近い長さのスケールで実現した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 49.1574468325115
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: In recent years, nanomechanical oscillators in thin films of superfluid helium have attracted attention in the field of optomechanics due to their exceptionally low mechanical dissipation and optical scattering. Mechanical excitations in superfluid thin films - so-called third sound waves - can interact with the optical mode of an optical microresonator by modulation of its effective refractive index enabling optomechanical coupling. Strong confinement of third sound modes enhances their intrinsic mechanical non-linearity paving the way for strong phonon-phonon interactions with applications in quantum optomechanics. Here, we realize a phononic crystal cavity confining third sound modes in a superfluid helium film to length scales close to the third sound wavelength. A few nanometer thick superfluid film is self-assembled on top of a silicon nanobeam optical resonator. The periodic patterning of the silicon material creates a periodic modulation of the superfluid film leading to the formation of a phononic band gap. By engineering the geometry of the silicon nanobeam, the phononic band gap allows the confinement of a localized phononic mode.
• Abstract（参考訳）: 近年、超流動ヘリウム薄膜中のナノメカニカル発振器は、非常に低い機械的散逸と光学散乱により、光学工学の分野で注目を集めている。 超流動薄膜(いわゆる第3音波)の機械的励起は、光学マイクロ共振器の光学モードと相互作用し、その有効屈折率を変調することで光学的カップリングを可能にする。 第3の音響モードの強い閉じ込めは、量子光学における強いフォノン-フォノン相互作用への道を開く固有の機械的非線形性を強化する。 本研究では、超流動ヘリウム膜中の第3音モードを第3音波長に近い長さに閉じ込めたフォノニック結晶空洞を実現する。 厚さ数ナノメートルの超流動膜はシリコンナノビーム光共振器の上に自己組織化される。 シリコン材料の周期的なパターン化は、超流動膜の周期的な変調を生成し、音速帯域ギャップの形成につながる。 シリコンナノビームの形状を工学的に設計することで、フォノニックバンドギャップは局所的なフォノニックモードの閉じ込めを可能にする。

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