論文の概要: Strong coupling at room temperature with a centimeter-scale quartz crystal
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.18107v1
- Date: Tue, 28 May 2024 12:15:05 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-29 18:48:53.603131
- Title: Strong coupling at room temperature with a centimeter-scale quartz crystal
- Title(参考訳): センチスケール水晶による室温強結合
- Authors: Davide Tomasella, Santiago Tarrago Velez, Sissel Bay Nielsen, Joost Van der Heijden, Ulrich Busk Hoff, Ulrik Lund Andersen,
- Abstract要約: バルク音響波共振器の強結合状態を実現し, 特徴付けるために, ポンプパワーと周波数デチューニングを独立に制御するオプティメカティカルシステムについて報告する。
本結果は,室温マクロメカニカルシステムの性能とハイブリッド量子デバイスへの応用に関する貴重な知見を提供する。
- 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: Brillouin-based optomechanical systems with high-frequency acoustic modes provide a promising platform for implementing quantum-information processing and wavelength conversion applications, and for probing macroscopic quantum effects. Achieving strong coupling through electrostrictive Brillouin interaction is essential for coupling the massive mechanical mode to an optical field, thereby controlling and characterizing the mechanical state. However, achieving strong coupling at room temperature has proven challenging due to fast mechanical decay rates, which increase the pumping power required to surpass the coupling threshold. Here, we report an optomechanical system with independent control over pumping power and frequency detuning to achieve and characterize the strong-coupling regime of a bulk acoustic-wave resonator. Through spectral analysis of the cavity reflectivity, we identify clear signatures of strong coupling, i.e., normal-mode splitting and an avoided crossing in the detuned spectra, while estimating the mechanical linewidth $\Gamma_m/2\pi~=~7.13MHz$ and the single-photon coupling rate $g_0/2\pi~=~7.76Hz$ of our system. Our results provide valuable insights into the performances of room-temperature macroscopic mechanical systems and their applications in hybrid quantum devices.
- Abstract(参考訳): ブリュアンをベースとした高周波数音響モードの光学系は、量子情報処理と波長変換の応用、およびマクロ量子効果の探索のための有望なプラットフォームを提供する。
電気的ブリルアン相互作用による強い結合は、大質量のメカニカルモードを光学場に結合させることで、機械状態の制御と特性化に不可欠である。
しかし、室温での強いカップリングを達成することは、結合閾値を超えるのに必要なポンプ動力を増大させる高速な機械的崩壊率によって困難であることが証明されている。
本稿では, バルク音響波共振器の強結合機構を実現するために, ポンプパワーと周波数デチューニングを独立に制御したオプティメカルシステムについて報告する。
共振器反射率のスペクトル分析により, 共振器の強度結合, 通常のモード分割, 脱調スペクトルの通過を回避し, メカニカルライン幅$\Gamma_m/2\pi~=~7.13MHz$, 単光子結合率$g_0/2\pi~=~7.76Hz$を推定した。
本結果は,室温マクロメカニカルシステムの性能とハイブリッド量子デバイスへの応用に関する貴重な知見を提供する。
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