光学腔内机械振子的超灵敏探测

基本信息
批准号:11704126
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:31.00
负责人:盛继腾
学科分类:
依托单位:华东师范大学
批准年份:2017
结题年份:2020
起止时间:2018-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:吴舒慧,张笑天,芮扬,张蓓
关键词:
标准量子极限非经典光场腔光力学机械振子
结项摘要

A large number of researches have been focused on the precision measurements of small displacements. Cavity optomechanics studies the quantum properties of the mechanical resonators manipulating by the intracavity fields. The coupling between the cavity field and the mechanical resonator can be exploited to measure small physical quantities. On the one hand, cavity optomechanics has important applications in ultrasensitive detection on small displacements, forces, masses, and accelerations, and also in quantum information processing. On the other hand, it offers a route toward fundamental tests of quantum mechanics on macroscopic objects. In this project, based on our previous experience on quantum coherence and cavity quantum electrodynamics, we will experimentally study the coupling between non-classical light and mechanical resonator, and how the non-classical light will affect the so called “membrane-in-the-middle” system. Specifically, we will study (1) the mechanical properties of SiN membrane; (2) the precision measurement of the displacement of the mechanical resonator with non-classical light, and how to improve the sensitive even below the standard quantum limit. Our research will enrich the existing cavity optomechanical systems, help people to better understand the cavity optomechanics and cavity quantum electrodynamics, and can find applications in precision measurement and quantum information processing.

对于微小位移量的测量一直是大量科学研究关注的焦点。腔光力系统主要研究腔内光场操控下机械振子的量子特性。由于腔内光场与机械振子相互耦合这一特性,可以被用作对微小物理量的探测。腔光力系统不仅在对微小位移、力、质量和加速度的高精度探测以及量子信息处理等方面有着重要的应用,而且还能够在宏观尺度上验证量子力学基本问题。本项目将结合申请人在量子相干和腔量子电动力学方面的基础,在实验上实现非经典光场和机械振子的耦合,开展对光学腔内放置薄膜这类腔光力系统在非经典光场作用下的研究。具体研究内容为:(1)氮化硅薄膜的振动特性;(2)利用非经典光场对机械振子振动进行精密测量,提高测量精度,甚至突破标准量子极限。该研究成果将会丰富现有的腔光力学系统,进一步增加人们对腔光力学系统以及腔量子电动力学的理解和认识,在精密测量,量子信息等领域产生重要影响。

项目摘要

对于微小位移的测量一直是大量科学研究关注的焦点。腔光力系统基于腔内光场与机械振子相互耦合这一特点,可以被用于对微小物理量的探测。本项目聚焦于法布里珀罗腔内放置氮化硅薄膜的腔光力系统,主要的研究成果为利用量子关联光束和腔增强效应,实现了突破量子散粒噪声极限的超灵敏位移传感技术。在此基础上实现了双薄膜腔光力实验平台,并观测到了声子激光的自组织同步和实现了一种新型的热传输方式。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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