論文の概要: Three-dimensional optical characterization of magnetostrictive deformation in magnomechanical systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.08099v1
• Date: Thu, 09 Oct 2025 11:37:32 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-10 17:54:15.043304
• Title: Three-dimensional optical characterization of magnetostrictive deformation in magnomechanical systems
• Title（参考訳）: マグノメカニクス系における磁歪変形の3次元光学的評価
• Authors: Xiaomin Liu, Jing Zhang, Jie Li, Rongguo Yang, Jiangrui Gao, Tiancai Zhang,
• Abstract要約: YIG球面は、マグノメカニカルに誘導される透明性、動的バックアクション、リッチ非線形効果を研究するのに理想的な系であることが証明されている。 本稿では,YIG球の磁歪変形を3次元(3Ds)で高精度に検出する光学的手法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.557574314855918
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Magnomechanical systems with YIG spheres have been proven to be an ideal system for studying magnomechanically induced transparency, dynamical backaction, and rich nonlinear effects, such as the magnon-phonon cross-Kerr effect. Accurate characterization of the magnetostriction induced deformation displacement is important as it can be used for, e.g., estimating the magnon excitation number and the strength of the dynamical backaction. Here we propose an optical approach for detecting the magnetostrictive deformation of a YIG sphere in three dimensions (3Ds) with high precision. It is based on the deformation induced spatial high-order modes of the scattered field, postselection, and balanced homodyne detection. With feasible parameters, we show that the measurement precision of the deformation in $x$, $y$, and $z$ directions can reach the picometer level. We further reveal the advantages of our scheme using a higher-order probe beam and balanced homodyne detection by means of quantum and classical Fisher information. The real-time and high-precision measurement of the YIG sphere's deformation in 3Ds can be used to determinate specific mechanical modes, characterize the magnomechanical dynamical backaction and the 3D cooling of the mechanical vibration, and thus finds a wide range of applications in magnomechanics.
• Abstract（参考訳）: YIG球を持つマグノメカニカル系は、マグノメカニカルに誘導される透明性、動的バックアクション、およびマグノン-フォノンクロスカー効果のようなリッチ非線形効果を研究するのに理想的な系であることが証明されている。 磁歪誘起変形の正確なキャラクタリゼーションは、例えば、マグノン励起数と動的バックアクションの強度を推定するために利用できるように重要である。 本稿では,YIG球の磁歪変形を3次元(3Ds)で高精度に検出する光学的手法を提案する。 散乱場の変形誘起空間高次モード, ポストセレクション, および平衡ホモダイン検出に基づく。 実現可能なパラメータでは、変形の測定精度が$x$、$y$、および$z$で、ピコメーターレベルに到達できることが示される。 さらに、高次プローブビームと、量子および古典的なフィッシャー情報によるバランスの取れたホモダイン検出を用いた提案手法の利点を明らかにした。 3次元のYIG球の変形をリアルタイムかつ高精度に測定することで、特定の力学モードを排除し、マグノメカティカル力学のバックアクションと機械振動の3次元冷却を特徴付けることができ、マグノメカティクスにおける幅広い応用を見出すことができる。

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