論文の概要: Sub-nanometer measuring ellipticity of a suspended optical nanowaveguides based on nondegenerate mechanical modes
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.11961v1
- Date: Sat, 15 Mar 2025 02:10:18 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-18 12:29:43.559901
- Title: Sub-nanometer measuring ellipticity of a suspended optical nanowaveguides based on nondegenerate mechanical modes
- Title（参考訳）: 非縮退力学モードに基づく懸濁光ナノ導波路の楕円性測定
- Authors: Chenxi Wang, Lijun Song, Jianting Wang, Jing Zhou, Kangjie Feng, Qiang Zhang, Chang Ling Zou, Gang Li, Pengfei Zhang, Tiancai Zhang,
- Abstract要約: ナノ導波路の非退化固有の曲げ力学的モードは、材料の力学的性質と構造的整合性に関する洞察を与える。
テーパ型光ファイバ(TOF)は2つの非退化内在性曲げ力学的モード(IFMM)を支持できる
楕円型TOFの非退化IFMMは、量子光学、原子物理学、センシング、光通信、マイクロナノメカニクスなどの分野におけるナノスケール構造とベクトル測定の研究のための新しい経路を提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 19.14225316205905
- License:
- Abstract: Optical waveguides with miniature dimensions to the nanoscale can facilitate the development of highly integrated photonic devices, integrated optical circuits and hybrid quantum system coupling with emitters. Nondegenerate intrinsic flexural mechanical modes of nanowaveguides provide unique insights into the mechanical properties and structural integrity of materials, which is great significance to the applications of the nanowaveguides. Here, we propose and implement a scheme to measure the nondegenerate intrinsic flexural mechanical modes of a suspended optical nanowaveguide, a tapered optical fiber (TOF). A TOF with an elliptical cross section can support two nondegenerate intrinsic flexural mechanical modes (IFMMs) because the two orthogonal modes vibrate along the principal axes (major or minor axis) of the elliptical TOF cross section with splitting vibration frequencies. The frequency ratio for the two IFMMs approaches a constant with increasing mode order, which is equal to the inverse of the TOF ellipticity. Thus, the TOF ellipticity can be determined on the basis of the splitting vibration frequencies of the nondegenerate modes with subnanometer-level accuracy, 0.16 nm for a TOF radius of 260 nm. The elliptical TOF's nondegenerate IFMMs offer a novel pathway for research on nanoscale structures and vector measurement in fields such as quantum optics, atom physics, sensing, optical communications, and micronanomechanics.
- Abstract（参考訳）: ナノスケールに微小な寸法を持つ光導波路は、高集積光デバイス、集積光回路、エミッタと結合したハイブリッド量子システムの開発を容易にする。
ナノ導波路の非退化固有の曲げ力学的モードは、材料の力学的性質と構造的整合性に関するユニークな洞察を与え、ナノ導波路の応用に大きく貢献する。
本稿では, テープ状光ファイバ (TOF) を用いた吊り下げ型光導波路の非退縮型固有曲げ力学的モードの測定手法を提案し, 実装する。
楕円断面を持つTOFは、楕円TOF断面の主軸(大または小軸)に沿って振動する2つの直交モードが分裂振動周波数で振動するため、2つの非退化内在性機械モード(IFMM)をサポートすることができる。
2つのIFMMの周波数比はモード次数の増加とともに定数に近づき、これはTOF楕円性の逆数に等しい。
したがって、TOF楕円性は、サブナノメーターレベルの精度で非退化モードの分裂振動周波数、ToF半径260nmの0.16nmに基づいて決定することができる。
楕円型TOFの非退化IFMMは、量子光学、原子物理学、センシング、光通信、マイクロナノメカニクスなどの分野におけるナノスケール構造とベクトル測定の研究のための新しい経路を提供する。
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