【摘 要】
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腔光力学作为物理学的一个重要分支,主要研究光与机械物体之间的相互作用。研究者们通过对光力耦合系统的操控发现了许多光学系统特有的量子现象,并广泛应用于高精度测量、量子信息处理、引力波探测以及量子基本原理验证等多个领域。随着纳米制造工艺的不断发展,光学谐振腔内的纳米机械振子已成为研究宏观量子效应和探索该领域新应用的重要平台。由于机械振子本身频率较低很容易受到外界热环境的激发产生热噪声,阻碍对量子现象的
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腔光力学作为物理学的一个重要分支,主要研究光与机械物体之间的相互作用。研究者们通过对光力耦合系统的操控发现了许多光学系统特有的量子现象,并广泛应用于高精度测量、量子信息处理、引力波探测以及量子基本原理验证等多个领域。随着纳米制造工艺的不断发展,光学谐振腔内的纳米机械振子已成为研究宏观量子效应和探索该领域新应用的重要平台。由于机械振子本身频率较低很容易受到外界热环境的激发产生热噪声,阻碍对量子现象的研究,所以对机械振子进行冷却具有十分重要的意义。通常情况下,当机械振子的稳态声子数小于1时,我们就认为实现了机械振子的基态冷却。在此我们提出一种在可分辨边带条件下(κ(?)ωm)同时冷却两个机械振子的研究方案。将简并光学参量放大器(OPA)放置在由两个移动反射镜组成的光学谐振腔中,从而在光腔内引起参量放大的过程改变了腔场的量子统计特性,提升了腔场与机械振子之间的耦合强度。由于系统中存在两个机械振子,当两个机械振子频率相同时,第二个机械振子的存在将导致另一个机械振子的有效机械阻尼率数值急剧降低。它们之间的这种相互影响会使冷却过程倾向于“相消干涉”,从而不能达到冷却的目的。为了避免冷却过程中这种不利影响的发生,我们选取两个不同频率的机械振子进行研究。通过调节光学参量放大器的参数增益以及参数相位,我们发现两个机械振子可以同时冷却到接近其量子基态,并且冷却过程趋于稳定所需时间也大大缩减。
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