論文の概要: Long-range optomechanical interactions in SiN membrane arrays

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.03066v1
• Date: Tue, 6 Aug 2024 09:38:35 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-07 14:27:34.470548
• Title: Long-range optomechanical interactions in SiN membrane arrays
• Title（参考訳）: SiN膜アレイにおける長距離光力学的相互作用
• Authors: Xiong Yao, Matthijs H. J. de Jong, Jie Li, Simon Gröblacher,
• Abstract要約: 膜・イン・ザ・ミドル構成を用いた光学系は、長距離の相互作用を示すことができる。 膜呼吸モードを含む長距離相互作用は、まだ実験的に実証されていない。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.8864394300826346
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Optomechanical systems using a membrane-in-the-middle configuration can exhibit a long-range type of interaction similar to how atoms show collective motion in an optical potential. Photons bounce back and forth inside a high-finesse Fabry-P\'{e}rot cavity and mediate the interaction between multiple membranes over a significant distance compared to the wavelength. Recently, it has been demonstrated that light coupling the center-of-mass mode of the membranes can cause coherent mechanical noise cancellation. Long-range interactions involving the breathing mode of the membranes have to date not been experimentally demonstrated, however. In our experiment, a double-membrane system inside a Fabry-P\'{e}rot cavity resonantly enhances the cavity field, resulting in a stronger optomechanical coupling strength from the increased radiation pressure. The resonance condition is first identified by analyzing the slope of the dispersion relation. Then, the optomechanical coupling is determined at various chip positions over one wavelength range. The optimum coupling conditions are obtained and enhancement is demonstrated for double membrane arrays with three different reflectivites, reaching nearly four-fold enhancement for the breathing mode of $R=65\%$ double membranes. The cavity losses at the optimum coupling are also characterized and the potential of reaching the single-photon strong coupling regime is discussed.
• Abstract（参考訳）: 膜・イン・ザ・ミドル構成を用いた光学系は、原子が光学ポテンシャルで集団運動を示すのと同じように、長距離的な相互作用を示すことができる。 光子は高精細なファブリ-P\'{e}の空洞の中を前後に跳ね返り、波長よりもかなりの距離で複数の膜間の相互作用を媒介する。 近年, 膜の中心-質量モードの光結合はコヒーレントなメカニカルノイズキャンセリングを引き起こすことが示されている。 しかし、膜呼吸モードを含む長距離相互作用は、まだ実験的に実証されていない。 実験では,Fabry-P\'{e}rotキャビティ内の二重膜系が共振的にキャビティ場を増強し,放射圧の増加による光結合強度が向上することを示した。 共振条件は、まず分散関係の傾きを解析して同定する。 そして、1波長範囲の様々なチップ位置で光学的カップリングを決定する。 最適結合条件が得られ、3つの異なる反射率を持つ二重膜アレーに対して促進効果が示され、呼吸モードがR=65\%の2重膜に対してほぼ4倍に向上した。 また, 最適結合時の空洞損失を特徴付けるとともに, 単一光子強結合状態に到達する可能性についても論じる。

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