論文の概要: Three-Dimensional and Selective Displacement Sensing of a Levitated Nanoparticle via Spatial Mode Decomposition
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.08827v2
- Date: Tue, 5 Nov 2024 07:13:49 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-11-07 21:09:04.524871
- Title: Three-Dimensional and Selective Displacement Sensing of a Levitated Nanoparticle via Spatial Mode Decomposition
- Title（参考訳）: 空間モード分解による浮遊ナノ粒子の3次元および選択的変位センシング
- Authors: Thomas Dinter, Reece Roberts, Thomas Volz, Mikolaj K. Schmidt, Cyril Laplane,
- Abstract要約: 技術は、浮遊物体によって散乱された光の空間モード分解に依存する。
eta_mathrmtot_x, eta_mathrmtot_y, eta_mathrmtot_z) = (0.14, 0.16, 0.32)$ $> 1/9 の測定効率は、レビテーションされた光学系の3次元運動量子基底状態を可能にする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: We propose and experimentally demonstrate a novel detection method that significantly improves the precision of real-time measurement of the three-dimensional displacement of a levitated dipolar scatterer. Our technique relies on the spatial mode decomposition of the light scattered by the levitated object, allowing us to simultaneously and selectively extract the position information of all translational degrees of freedom with minimal losses. To this end, we collect all the light back-scattered from a levitated nanoparticle using a parabolic mirror and couple it into a spatial mode sorter. The sorter effectively demultiplexes the information content of the scattered electric field, resulting in each of the nanoparticle's translational degrees of freedom being selectively encoded in the amplitude of orthogonal optical modes. We report measurement efficiencies of ${(\eta_{^{\mathrm{tot}}}^{_{x}}, \eta_{^{\mathrm{tot}}}^{_{y}}, \eta_{^{\mathrm{tot}}}^{_{z}}) = (0.14, 0.16, 0.32)}$ $>$ 1/9, which should enable the 3D motional quantum ground state of a levitated optomechanical system. Further, we believe this technique opens up the possibility to implement coherent feedback control of a levitated nanoparticle.
- Abstract（参考訳）: 本研究では,3次元ディポーラ散乱器の3次元変位のリアルタイム測定精度を大幅に向上させる新しい検出法を提案し,実験的に実証する。
本手法は,光の空間モード分解に依拠し,全自由度の位置情報を最小限の損失で同時かつ選択的に抽出する。
この目的のために、パラボラミラーを用いて浮遊ナノ粒子から後方散乱した光を全て集め、空間モードソーターに分解する。
ソーターは散乱電界の情報内容を効果的に分解し、ナノ粒子の変換自由度を直交光モードの振幅に選択的に符号化する。
本稿では,{(\eta_{^{\mathrm{tot}}}^{_{x}}, \eta_{^{\mathrm{tot}}}^{_{y}}, \eta_{^{\mathrm{tot}}}^{_{z}}) = (0.14, 0.16, 0.32)}$ $> 1/9 の測定効率について報告する。
さらに, この手法により, 浮遊ナノ粒子のコヒーレントフィードバック制御が実現できると考えている。
関連論文リスト
- Stabilizing nanoparticles in the intensity minimum: feedback levitation on an inverted potential [2.4625958940786234]
光リードアウトと静電制御を組み合わせた逆電位上における浮遊ナノ粒子の安定トラップを実証した。
提案手法は,帯域幅を拡張した浮揚型センシング方式を実現する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-09-03T12:30:16Z) - Nanoscale feedback control of six degrees of freedom of a near-sphere [0.0]
本研究では, 近接球面中性ナノ粒子のすべての角運動に対して, 基底状態付近までフィードバック冷却されたすべての翻訳運動のフィードバック冷却を実演する。
厳密な異方性光閉じ込めは、3つの角振動をはっきりと観察することができる。
ナノ粒子の電気双極子モーメントを電気的に制御することにより、3つの角振動の温度測定を開発し、フィードバック冷却を$unit[0.03]K$以下の温度に実現した。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-03-06T01:51:37Z) - Third quantization of open quantum systems: new dissipative symmetries
and connections to phase-space and Keldysh field theory formulations [77.34726150561087]
3つの方法全てを明示的に接続する方法で第3量子化の手法を再構成する。
まず、我々の定式化は、すべての二次ボゾンあるいはフェルミオンリンドブラディアンに存在する基本散逸対称性を明らかにする。
ボソンに対して、ウィグナー関数と特徴関数は密度行列の「波動関数」と考えることができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-02-27T18:56:40Z) - Non-Hermitian zero mode laser in a nanophotonic trimer [55.41644538483948]
非エルミタン3結合ナノキャビティアレイにおけるラシングゼロモードの直接観測について報告する。
2つの極端キャビティにおいて、ほぼ等しいポンプパワーの効率的な励起を示す。
結合ナノレーザーの大規模な配列におけるゼロモードラシングの実現は、レーザーモード工学において潜在的に有用である。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-02-03T15:21:44Z) - Simultaneous ground-state cooling of two mechanical modes of a levitated
nanoparticle [0.0]
暗モードの影響を回避しつつ, 1次元から 2次元の地中冷却への移行を示す。
この結果から、量子制限された高軌道角運動量状態の生成の基礎と回転センシングへの応用が得られた。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-09-30T09:08:46Z) - Optical mode conversion via spatiotemporally modulated atomic
susceptibility [0.0]
情報伝達率を大幅に向上させる手段として,空間分割が注目されている。
フォトニック自由度を高い効率で操作できる装置を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-08-09T00:49:04Z) - Scalable all-optical cold damping of levitated nanoparticles [3.0112534079486846]
トラップ位置の空間変調に基づく新しい全光学式冷減衰方式を提案する。
この技術は粒子の中心運動を17,mKまで冷却し、圧力は2倍の10-6,mbarとなる。
我々の研究は、粒子間の量子相互作用の研究への道を開き、空洞ベースの冷却や電極、荷電粒子を使わずに粒子運動の3次元量子制御を実現する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-05-09T17:57:20Z) - Ultra-long photonic quantum walks via spin-orbit metasurfaces [52.77024349608834]
数百光モードの超長光子量子ウォークについて報告する。
このセットアップでは、最先端の実験をはるかに超えて、最大320の離散的なステップで量子ウォークを設計しました。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-28T19:37:08Z) - Dispersive readout of molecular spin qudits [68.8204255655161]
複数の$d > 2$ スピン状態を持つ「巨大」スピンで表される磁性分子の物理を研究する。
動作の分散状態における出力モードの式を導出する。
キャビティ透過の測定により,クイディットのスピン状態が一意に決定できることがわかった。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-09-29T18:00:09Z) - Visualizing spinon Fermi surfaces with time-dependent spectroscopy [62.997667081978825]
固体系において確立されたツールである時間依存性光電子分光法を低温原子量子シミュレーターに応用することを提案する。
1次元の$t-J$モデルの正確な対角化シミュレーションで、スピノンが非占有状態の効率的なバンド構造に出現し始めることを示す。
ポンプパルス後のスペクトル関数の依存性はスピノン間の集団的相互作用を明らかにする。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-05-27T18:00:02Z) - Engineering multipartite entangled states in doubly pumped parametric
down-conversion processes [68.8204255655161]
2モード駆動の$chi(2) $媒体における光パラメトリックダウンコンバージョンにより生成される量子状態について検討する。
この分析は、プロセスによって生成されるモードのサブセットにおいて、多部、すなわち3部または4部、絡み合った状態の出現を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-07-23T13:53:12Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。