論文の概要: Compact vacuum levitation and control platform with a single 3D-printed fiber lens
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.15734v1
- Date: Tue, 22 Apr 2025 09:25:52 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-30 21:14:51.545189
- Title: Compact vacuum levitation and control platform with a single 3D-printed fiber lens
- Title（参考訳）: 単一3Dプリントファイバレンズを用いた小型真空浮上制御プラットフォーム
- Authors: Seyed Khalil Alavi, Manuel Monterrosas Romero, Pavel Ruchka, Sara Jakovljević, Harald Giessen, Sungkun Hong,
- Abstract要約: 真空中での浮上誘電体粒子は、量子科学の新しいプラットフォームとして登場した。
伝統的に粒子浮揚は、密集したレーザービームによって形成される光学的ツイーザーに依存している。
ファイバフェートに直接印刷された高開口(NA)レンズを備えた単一光ファイバを用いる。
これにより、コンパクトで堅牢な光浮揚・検知システムが、すべてファイバーベースのコンポーネントで構成されている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Levitated dielectric particles in a vacuum have emerged as a new platform in quantum science, with applications in precision acceleration and force sensing, as well as testing quantum physics beyond the microscopic domain. Traditionally, particle levitation relies on optical tweezers formed by tightly focused laser beams, which often require multiple bulk optical elements aligned in free space, limiting robustness and scalability. To address these challenges, we employ a single optical fiber with a high numerical aperture (NA) lens directly printed onto the fiber facet. This enables a compact yet robust optical levitation and detection system composed entirely of fiber-based components, eliminating the need for complex alignment. The high NA of the printed lens enables stable single-beam trapping of a dielectric nanoparticle in a vacuum, even while the fiber is in controlled motion. The high NA also allows for the collection of scattered light from the particle with excellent collection efficiency, thus efficient detection and feedback stabilization of the particle's motion. Our platform paves the way for practical and portable sensors based on levitated particles and provides simple yet elegant solutions to complex experiments requiring the integration of levitated particles.
- Abstract（参考訳）: 真空中での浮上誘電体粒子は量子科学の新しいプラットフォームとして登場し、精密加速と力センシング、および顕微鏡領域を超えた量子物理学のテストに応用されている。
伝統的に、粒子浮揚は、密集したレーザービームによって形成された光学的ツイーザーに依存しており、しばしば自由空間に配列された複数のバルク光学素子を必要とし、堅牢性とスケーラビリティを制限している。
これらの課題に対処するために、ファイバフェートに直接印刷された高開口(NA)レンズを備えた単一光ファイバを用いる。
これにより、コンパクトで頑丈な光浮上・検知システムがファイバベースコンポーネントで構成され、複雑なアライメントが不要になる。
プリントレンズの高NAは、繊維が制御された動作であっても、真空中で誘電体ナノ粒子の安定した単ビームトラップを可能にする。
高いNAはまた、粒子からの散乱光の集光を優れた集光効率で可能とし、粒子の動きの効率的な検出とフィードバック安定化を可能にする。
我々のプラットフォームは、浮遊粒子をベースとした実用的でポータブルなセンサの道を開き、浮遊粒子の統合を必要とする複雑な実験に対して、単純かつエレガントなソリューションを提供する。
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