論文の概要: High-Efficiency Low-Noise Optomechanical Crystal Photon-Phonon Transducers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.15701v1
- Date: Sat, 22 Jun 2024 01:05:36 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-25 21:04:37.144361
- Title: High-Efficiency Low-Noise Optomechanical Crystal Photon-Phonon Transducers
- Title（参考訳）: 高効率低雑音光子結晶光子-フォノン変換器
- Authors: Sameer Sonar, Utku Hatipoglu, Srujan Meesala, David Lake, Hengjiang Ren, Oskar Painter,
- Abstract要約: オプトメカニカル結晶(OMC)は光子とマイクロ波音響フォノンのコヒーレント相互作用を可能にする。
低温(ミルマチルビン)における熱ノイズは、OMCベースの量子トランスデューサの性能の主要な限界の一つである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.18472148461613155
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Optomechanical crystals (OMCs) enable coherent interactions between optical photons and microwave acoustic phonons, and represent a platform for implementing quantum transduction between microwave and optical signals. Optical absorption-induced thermal noise at cryogenic (millikelvin) temperatures is one of the primary limitations of performance for OMC-based quantum transducers. Here, we address this challenge with a two-dimensional silicon OMC resonator that is side-coupled to a mechanically detached optical waveguide, realizing a six-fold reduction in the heating rate of the acoustic resonator compared to prior state-of-the-art, while operating in a regime of high optomechanical-backaction and millikelvin base temperature. This reduced heating translates into a demonstrated phonon-to-photon conversion efficiency of 93.1 $\pm$ 0.8% at an added noise of 0.25 $\pm$ 0.01 quanta, representing a significant advance toward quantum-limited microwave-optical frequency conversion and optically-controlled quantum acoustic memories.
- Abstract（参考訳）: オプトメカニカルクリスタル(OMC)は光子とマイクロ波音響フォノンのコヒーレントな相互作用を可能にし、マイクロ波と光信号間の量子トランスダクションを実装するためのプラットフォームである。
低温における光吸収誘起熱雑音は、OMCベースの量子トランスデューサの性能の第一の限界の一つである。
ここでは,2次元シリコンOCC共振器を機械的に分離した光導波路に横結合し,従来の状態と比較して音響共振器の加熱速度を6倍に低減し,高光学バックアクションとミリケルビンベース温度の条件下で動作させることで,この問題に対処する。
この還元加熱により、フォノン-光子の変換効率が93.1ドル\pm$ 0.8%のノイズが0.25ドル\pm$ 0.01量子化され、量子制限されたマイクロ波-光周波数変換と光制御された量子音響メモリへの大きな進歩を示す。
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