論文の概要: Optomechanical crystal in light-resilient quantum ground state

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.15724v2
• Date: Mon, 20 Oct 2025 07:55:02 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-25 00:56:38.718053
• Title: Optomechanical crystal in light-resilient quantum ground state
• Title（参考訳）: 光弾性量子基底状態における光学結晶
• Authors: Johan Kolvik, Paul Burger, David Hambraeus, Trond H. Haug, Joey Frey, Mads B. Kristensen, Raphaël Van Laer,
• Abstract要約: レーザ光に対するレジリエンスを改善したチップスケール無放出シリコン光学結晶空洞を低温で動作させる。 時間分解測定により、機械的崩壊時間によって制御される急激な初期熱化が明らかになった。 その結果、チップ上のリリースフリーシステムは、低ノイズで高出力の古典的および量子電気光学の経路として有効である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Interaction between light and high-frequency sound is a key area in integrated photonics, quantum and nonlinear optics, and quantum science. However, the typical suspended optomechanical structures suffer from poor thermal anchoring, making them susceptible to thermal noise arising from optical absorption. Here, we demonstrate a chip-scale, release-free silicon optomechanical crystal cavity (OMC) operating cryogenically with improved resilience to laser light. Relative to a suspended nanobeam OMC, we observe an 18 dB suppression of the thermo-optic effect, and the device sustains near-unity phonon occupation at 35 dB higher intracavity optical energy. Time-resolved measurements further reveal rapid initial thermalization governed by the mechanical decay time. With further material and design improvements in sight, these results bolster release-free systems on a chip as a path for low-noise and high-power classical and quantum electro-optomechanics, such as for frequency converters between microwave and optical photons.
• Abstract（参考訳）: 光と高周波音の相互作用は、集積フォトニクス、量子光学、非線形光学、量子科学において重要な領域である。 しかし、典型的な吊り下げられたオプトメカニカル構造は熱アンカーが悪く、光吸収による熱雑音の影響を受けやすい。 ここでは, レーザ光に対するレジリエンスを向上し, 低温で動作するチップスケールフリーシリコン光学結晶空洞(OMC)を実演する。 懸濁したナノビームOMCと比較して、18dBの温度-光効果抑制効果が観察され、その装置は35dBの高キャビティ光エネルギーでほぼ均一なフォノン占有を維持できる。 時間分解測定により、機械的崩壊時間によって制御される急激な初期熱化が明らかになる。 さらなる材料と設計の改善により、これらの結果は、マイクロ波と光光子間の周波数変換器のような低ノイズで高出力の古典的および量子電気光学の経路として、チップ上のリリースフリーシステムを活性化させる。

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