Classical and Quantum Theory of Photothermal Cavity Cooling of a Mechanical Oscillator
光热效应允许机械自由度和光子之间非常有效的光机械耦合。在腔冷却的机械振荡器的背景下，如果量子基态的振荡器可以达到使用光热反作用的问题一直在争论，仍然是一个悬而未决的问题。在这里，我们解决这个问题的补充经典和量子计算。两者都使我们得出结论：第一，基态确实可以使用光热腔冷却，第二，它可以达到在一个政权的腔失谐小，允许大量的光子进入腔。
2010-11-17 quant-ph
Quantum limit of photothermal cooling
我们研究了利用光热（测辐射热）力冷却机械振荡器的问题。相反，以前的尝试来模拟这个系统，我们考虑到由于光子吸收的颗粒性质的噪声效应。这使我们能够解决冷却问题的噪声占主导地位的制度，并找到合理的估计，可实现的最低声子在悬臂梁占领。
2010-11-30 cond-mat.other quant-ph
Ground-State Cooling of a Mechanical Oscillator via a Hybrid Electro-Optomechanical System
我们提出了一个同时耦合超导量子位和腔场的机械谐振器的基态冷却方案。系统地推导了描述混合系统动力学的哈密顿量。冷却过程由量子位上的红色失谐交流驱动器和光机械腔上的激光驱动器驱动。我们研究了单个系统在弱耦合和强耦合状态下的冷却，即，量子位辅助冷却和光机械冷却，并与有效的混合冷却进行了比较。结果表明，混合冷却是更有效的相比，单独的冷却机制，并可以适用于解决和未解决的边带制度。
2021-07-01 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Optimal limits of cavity optomechanical cooling in the strong coupling regime
介观机械谐振器的激光冷却无论是在理论研究还是在实际应用中都具有重要意义。我们提供了一个一般的框架来描述强耦合制度的腔辅助反作用冷却。通过对冷却动力学的研究，我们发现平均声子数的时间演化是依赖于频率混合的光-机耦合强度的函数。进一步的分析结果表明，当系统本征模满足频率匹配条件时，可得到最佳冷却极限。本文还提出了用动态耗散冷却方法降低瞬态冷却极限的方法。研究结果为强耦合条件下介观机械谐振器的反作用冷却优化提供了指导。
2014-11-12 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Review of cavity optomechanical cooling
宏观力学系统的量子操纵在基础物理学和从高精度计量到量子信息处理的应用中都有很大的兴趣。一个关键的目标是将机械系统冷却到它的量子基态。本文重点介绍了利用腔增强光场与机械运动相互作用来降低热噪声的腔光机冷却技术。近年来在这一领域的理论和实验研究取得了显著的进展，在制备介观力学系统的运动量子基态方面取得了重大进展。本文首先介绍了腔光机冷却的量子理论，包括量子噪声方法和协方差方法，然后介绍了最新的实验进展。最后，新的冷却方法进行了讨论沿强耦合制度和冷却超出解决边带限制的方向。
2014-11-14 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Optomechanically induced transparency and cooling in thermally stable diamond microcavities
金刚石腔光机械器件为基于光子、声子和自旋之间的相干耦合的量子技术带来了巨大的希望。这些器件受益于金刚石的特殊物理特性，包括其低机械耗散和光吸收。然而，这些设备的纳米尺度和机械隔离可以使它们容易受到热光不稳定性时，在高腔内场强度需要实现相干光子-声子耦合操作。在这项工作中，我们克服了这些影响，通过工程设备的几何形状，使操作与大光子数在以前的热不稳定制度的红色失谐。我们证明了光机械诱导透明与合作系数> 1和正常模式冷却从300 K到60 K，并预测这些设备将使相干光机械操纵的钻石自旋系统。
2017-12-04 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Gain-tunable optomechanical cooling in a laser cavity
本文研究了含有光学增益介质的腔-光机系统中腔镜的光学冷却。我们发现，在阈值以上，非相干泵浦激光的光学阻尼率是非常小的。然而，在存在外部相干驱动的情况下，相对于无源腔的光学阻尼率，光学阻尼率可以显著增强。我们表明，强度的非相干泵提供了一个管道，以调整阻尼率和最低可达到的声子数与相同的辐射压力，后者可以降低从被动腔，如果热的贡献是不可忽略的。我们还表明，该系统可以经历一个过渡，从弱光机耦合制度的强光机耦合制度作为非相干泵浦强度的变化。
2013-03-01 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Optomechanical sideband cooling of a thin membrane within a cavity
我们提出了一个实验研究的动态反作用冷却的基本振动模式的薄的非透明膜放置在一个高精细光学腔。我们研究了辐射压力相互作用如何改变振动模式的力学响应，实验结果与耦合动力学的朗之万方程描述一致。实验是在解析边带机制中进行的，我们观察到冷却因子为350。我们还观察到与腔模频率相对于有效膜位置的扩展中的二次项相关的机械频移，这在其他腔光机设备中通常可以忽略不计。
2012-06-04 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Role of Optical Density of States in Two-mode Optomechanical Cooling
研究了具有一个光学模的光机系统中声子的动态反作用冷却。具有两个光学模式的系统具有通过泵浦光和散射光两者的共振增强来达到显著更高的冷却速率的潜力。在这里，我们实验研究了双光态密度对光机械冷却的作用，以及热锁定对泵浦激光造成的偏离理论。使用这个，我们证明了一个室温系统的操作非常接近强耦合制度，预计饱和冷却。
2016-07-27 physics.optics quant-ph
Sideband cooling of nearly degenerate micromechanical oscillators in a multimode optomechanical system
多模光机系统是研究量子基态附近物质的基本方面的新兴平台，并且在灵敏感测和测量应用中是有用的。我们研究了两个近简并的机械振荡器耦合到一个微波谐振腔的系统中的光机械冷却。由于光学介导的耦合，两个振荡器杂交成具有强光学机械冷却速率的亮模式和几乎与系统解耦的暗模式。我们发现，在高耦合，边带冷却的暗模式被强烈抑制。我们的研究结果是相关的新颖的光学机械系统，其中多个紧密间隔的模式是固有的。
2018-10-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Single-laser feedback cooling of optomechanical resonators
基于测量的控制已经成为制备纯量子态机械谐振器的重要技术，用于量子信息处理和量子传感。传统上，这需要两个单独的通道，一个用于探测运动，另一个作用于谐振器。在这项工作中，我们分析和实验证明了单激光反馈冷却技术，其中一个激光器用于探测和控制机械运动。我们使用的分析模型和实验表明，反馈冷却是可行的，在这种模式下，只要满足一定的稳定性要求。我们的研究结果表明，除了更实验上可行的建设，单激光反馈的干涉效应，实际上可以用来增强冷却在某些参数制度。
2022-09-28 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Torsional optomechanical cooling of a nanofiber
我们演示了光的偏振耦合到系统的机械角动量的锥形光学冷却的光学机械。耦合是通过光纤中的双折射实现的，并且不使用光学谐振器。我们发现冷却的热驱动振幅波动的分布和扭转模式的噪声谱的证据。我们的原理证明演示表明，无腔冷却的扭转自由度的宏观扩展的螺旋桨。
2022-01-28 physics.optics quant-ph
Optomechanical compensatory cooling mechanism with exceptional points
布里渊散射光机系统的基态冷却受到实际样品缺陷的限制。本文提出了一种新的布里渊散射光机系统例外点补偿冷却机制。通过在光学和机械模式下使用EP，有效地补偿了有限的冷却过程。本文首次发现了由两个具有特定相对角度的缺陷诱导的双EP系统，它不仅具有主动控制光模耦合强度的功能，而且具有主动控制布里渊声子模的功能。我们的研究结果为多模系统中光-机相互作用的控制提供了新的工具，并为量子应用中基于声子冷却的量子态转移和量子接口协议的实现提供了可能性.
2022-09-07 physics.optics quant-ph
Laser noise in cavity-optomechanical cooling and thermometry
我们回顾和研究量子和经典波动的作用，在最近的腔光学机械实验，现在已经达到了量子制度（机械声子占有率< 1），使用解决边带激光冷却。特别是，激光噪声加热的机械谐振器和光学转换的机械光谱的形式，修改量子和经典的激光噪声挤压，在各种测量条件下导出。利用这一理论，我们分析了我们最近的基态激光冷却和动态边带不对称实验与纳米光机械晶体谐振器。
2012-10-09 physics.optics quant-ph
Optomechanical dark-mode-breaking cooling
针对机械暗模阻碍多简并模式冷却的问题，在双膜腔光机械系统中引入额外腔模式耗散通道打破暗模，实现两近简并模式同步冷却，总声子数降低超一个数量级，向多谐振器基态冷却与纠缠迈出重要一步。
2024-12-20 physics.optics quant-ph
Optomechanical cooling by STIRAP-assisted energy transfer $:$ an alternative route towards the mechanical ground state
标准的光机械冷却方法理想地需要弱耦合和腔阻尼率，这使得运动边带能够被很好地解析。如果耦合太大，则边带分辨冷却是不稳定的，或者旋转波近似可能变得无效。在这项工作中，我们描述了一个协议，以冷却耦合到一个光机械腔中的驱动光学模式的机械谐振器，这也是耦合到另一个辅助光学腔中的光学模式，和两个腔的频率调制。我们表明，通过调制驱动的振幅，以及，可以执行一种类型的STIRAP转移的占领从机械模式的有损辅助光学模式，从而导致冷却的机械模式。我们展示了该协议如何在各种制度，如强耦合和未解决的边带限制，可以优于正常的光学机械边带冷却。
2020-11-04 physics.optics quant-ph
Observation of generalized optomechanical coupling and cooling on cavity resonance
光场与腔镜运动之间通过辐射压的光机耦合对于宏观量子物理的探索和引力波的探测具有重要意义。它已被用来冷却机械振荡器到其量子基态，并已被认为是提高GW检测器的灵敏度，例如通过光学弹簧效应。在这里，我们提出了广义的，即色散和耗散的光机耦合，与宏观（1.5毫米）^2大小的氮化硅（SiN）膜在腔增强迈克尔逊型干涉仪的实验表征。我们报告的第一次强大的光学机械冷却耗散耦合的基础上，即使在腔谐振，在良好的协议与理论。我们的结果将允许新的实验制度，在宏观量子物理和GW检测。
2015-01-26 cond-mat.mes-hall gr-qc physics.optics
Large cooperativity and microkelvin cooling with a three-dimensional optomechanical cavity
在腔光学力学中，光被用来控制机械运动。该领域的一个中心目标是实现单光子强耦合，这将使量子运动叠加态的创建成为可能。达到这个极限需要在光机械耦合和腔相干性方面的显著改进。在这里，我们介绍了一个光学机械结构的氮化硅膜耦合到一个三维超导微波腔。利用他们的大品质因数，我们实现了146，000的光机协同性，并执行千赫兹频率膜运动的边带冷却到34 $\pm$ 5 $μ$ K，迄今为止报道的最低机械模式温度。所实现的冷却仅受信号发生器的经典噪声的限制，并且应当利用超导滤波器深入延伸到基态。我们的研究结果表明，这种光力学的实现有可能达到超大合作和单光子强耦合的制度，开辟了新一代的实验。
2015-10-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum limit of laser cooling in dispersively- and dissipatively-coupled optomechanical systems
机械振荡器可以通过将它们耦合到光学或微波腔来冷却。超越标准的量子噪声的方法，我们找到了一个解析表达式的稳态声子数的系统中的机械振荡器的位置调制腔频率以及腔线宽。我们追踪的起源为量子极限的冷却波动的光学力在和远离机械频率。最后，我们计算了不同耦合类型的最小声子数。我们的研究阐明了如何有利地结合色散和耗散光机耦合。
2013-08-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Cooling and squeezing via quadratic optomechanical coupling
我们探讨了光学机械系统的物理，其中光学腔模式参数耦合到机械振荡器的位置的平方。我们推导出一个有效的主方程描述双声子冷却的机械振荡器。我们发现，对于高温和弱耦合，稳态声子数分布是非热（高斯），即使是强冷却的平均声子数仍然有限。此外，我们还演示了如何通过双光束驱动腔实现机械压缩。最后计算了光输出和压缩谱。讨论了在光学谐振腔中采用中间膜结构或超冷原子的光力学实验的意义。
2010-08-31 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dynamic Brillouin cooling for continuous optomechanical systems
一般来说，使用光机相互作用的基态冷却在光耗散高于机械耗散的情况下实现。在这里，我们表明，光机械基态冷却在一个连续的光机械系统是可能的，通过使用后向布里渊散射，而机械耗散超过光耗散，这是常见的情况下，在光波导。通过脉冲泵浦调制光机械耦合的强度来抑制强耦合区的加热过程，从而在反斯托克斯后向布里渊过程中实现冷却。利用这种动态调制，可以实现具有几个数量级的冷却因子，这打破了稳态冷却极限。这种调制方案也可以应用于前向模间布里渊散射产生的布里渊冷却。
2022-08-14 quant-ph
Optomechanical cooling with intracavity squeezed light
我们分析了机械谐振腔中存在简并光学参量放大器时的光学机械冷却性能，该光学机械腔压缩腔光。我们证明，这允许显着提高冷却效率，通过相干抑制斯托克斯散射。增强的冷却也发生在远离解决边带制度，我们表明，这种冷却方案可以更有效地比通过注入到光机械腔的压缩场实现的计划。
2019-06-03 quant-ph
Optical bistability and cooling of a mechanical oscillator induced by radiation pressure in a hybrid optomechanical system
本文从理论上研究了超冷二能级原子系综腔的光反馈对光机械腔谐振器中平均腔内光场所表现出的非线性行为和机械振子的基态冷却效应的影响。光学双稳可以通过调节单个驱动激光器的频率和功率以及改变原子腔中的原子-腔耦合强度来控制。在良好和不良腔限制下对机械振荡器的冷却的研究表明，即使在室温下，与通用的光学机械设置相比，混合系统在冷却方面也更有效。从本质上讲，我们的工作着重于与原子腔的耦合对光机械腔中辐射压力效应的影响。
2015-03-12 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Optomechanical laser cooling with mechanical modulations
本文从理论上研究了谐振频率和阻尼随时间变化时腔体光力学的激光冷却问题。在弱光-机耦合区，我们用绝热近似推广了激光冷却理论。我们讨论了冷却动力学的修改，并将其与在宽范围的调制频率的数值模拟进行比较。
2014-12-15 quant-ph
Hybrid optomechanical cooling by atomic $Λ$ systems
我们研究了一个由腔光机械器件与超冷量子气体光耦合组成的混合量子系统。我们表明，超冷气体的色散特性可以用来显着修改的机械谐振器的光机响应。我们研究混合方案，其中机械谐振器耦合到超冷气体的运动或自旋自由度。在任何一种情况下，我们发现由于这种混合动力相互作用，光机械冷却的增强超过两个数量级。值得注意的是，基于腔光学机械设备的演示参数，我们确定制度，使基态冷却的谐振器从室温。此外，这里考虑的混合系统代表了一个强大的接口，使用超冷量子气体的状态准备，传感和量子操纵的介观机械谐振器。
2014-07-03 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Degenerate optomechanical parametric oscillators: cooling in the vicinity of a critical point
简并光机械参量振荡器是其中机械自由度耦合到经由外部泵浦激光器的参量下转换而非线性放大的腔模式的光学谐振器。在临界泵浦功率以下，下转换场是纯量子力学的，使得这种系统的理论描述非常具有挑战性。在这里，我们介绍一个理论的方法，是能够描述这种制度，即使在临界点本身。我们发现，下转换的字段可以引起显着的机械冷却，并确定这是一个冷却加热机制的过程负责。此外，我们表明，与天真的期望和半经典的预测，冷却是不是最佳的临界点，光子数是最大的。我们的方法打开了进一步分析混合耗散量子系统在临界点附近的可能性。
2016-02-16 physics.optics quant-ph
Controllable optical bistability and cooling of a mechanical oscillator in a hybrid optomechanical system
本文从理论上研究了来自超冷二能级原子系综腔的光反馈对光机腔中平均腔内光场所表现出的微扰行为的影响。结果表明，光学双稳态可以通过调节驱动激光的频率和功率来控制，并且在很大程度上受到反馈腔中原子系综的影响。从本质上讲，我们的工作强调的可能性，实现一个可控的光开关取决于混合相互作用，命令比一个单一的光机械腔的阈值功率低。此外，我们研究了在这个混合系统中的机械振荡器的光机冷却方面，平均声子数的时间演化表明在未解决的边带制度的振荡器的基态冷却。
2015-08-29 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Pulsed Laser Cooling for Cavity-Optomechanical Resonators
一个脉冲冷却方案的光机系统，是能够在更快的速度，更短的整体冷却时间，并为更广泛的实验方案比传统的方法是可能的冷却。所提出的方案可以实现强耦合和弱耦合的光机系统在弱和高耗散腔。我们分析研究其基本的工作机制，这是基于光机械相互作用的干涉控制，我们证明了它的效率与脉冲序列，通过使用最优控制的方法获得。我们的方案接近光学机械基态的时间很短，这使得目前的实验限制得到了显着的放松。最后，这里提出的框架可以用来创建各种各样的光机械相互作用，因此提供了一个新的，现成的工具箱快速光机械量子控制。
2012-04-12 quant-ph
Dynamically induced robust phonon transport and chiral cooling in an optomechanical system
声子形式的声和热的传输可以受到无序诱导散射的限制。在电子和光学设置中，引入手性传输，其中载波传播表现出奇偶不对称性，可以消除弹性后向散射，并提供对无序的鲁棒性。然而，抑制无序诱导的散射从来没有被证明在非拓扑声子系统。在这里，我们实验证明了一个路径，实现强大的声子输运的存在下的材料无序，明确诱导手性通过奇偶选择性光机械耦合。我们发现，对称谐振腔的非对称光泵浦使得顺时针和逆时针声子的手征冷却变得非常明显，同时抑制了无序的隐藏作用。令人惊讶的是，这种被动机制还伴随着热负荷的手性减少，导致机械的光学冷却而不增加阻尼，这种效果没有光学类似物。这种技术可以潜在地改善谐振机械传感器的基本热极限，这是通过边带冷却无法实现的。
2017-06-19 physics.optics quant-ph
Intracavity-squeezed optomechanical cooling
宏观机械谐振器的量子基态冷却对基础物理和应用科学都具有重要意义。传统的激光冷却方法受到量子反作用的限制，需要通过机械边带分解才能冷却到基态。提出了利用腔内光压缩来突破量子反作用极限的设想。它对所有的耗散通道都产生量子干涉，并且在某些情况下可以完全消除腔耗散和由此产生的量子反作用的影响，并且无论边带分辨率如何都具有低得多的冷却极限。我们表明，我们的计划，使基态冷却在高度未解决的边带限制，它也超出了弱耦合制度，这提供了机会，宏观力学系统的量子操纵。
2019-10-11 physics.optics quant-ph
Competition between heating and cooling effects in an optomechanical oscillator using a squeezed field
本研究探讨压缩光对光机械振荡器冷却的影响，发现冷却与加热效应取决于压缩参数和相位，在特定相位下可实现显著降温，为优化冷却效率提供关键见解。
2025-05-27 physics.optics quant-ph
Phase noise and laser-cooling limits of optomechanical oscillators
激光相位涨落噪声是将纳米机械振荡器冷却到量子区的主要技术障碍。我们提出了一种冷却配置的基础上的光-机械耦合与两个腔模式，以显着降低相位噪声的$(2ω_m/γ)^2$倍，其中$ω_m$是机械模式的频率和$γ$是腔模式的衰减率。我们还讨论了当机械振荡器在量子区附近冷却时声子数的检测，并指定了这种检测所需的条件。
2009-09-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Optomechanical Cooling without Residual Heating
该研究通过主动非线性驱动消除残留加热，实现无需加热的光学机械冷却，突破传统冷却方案的温度限制。
2025-11-26 quant-ph
Optomechanical cooling in the non-Markovian regime
我们提出了一个方案，其中的机械谐振器的冷却是通过暴露的光学机械系统的非马尔可夫环境。由于来自非马尔可夫环境的回流，声子数可以超过马尔可夫环境中的常规冷却极限。利用最近实验[Nature Communications 6，7606（2015）]中获得的谱密度，我们证明了冷却过程在非马尔可夫环境中是非常有效的。通过对非马尔可夫环境下冷却机制的分析，发现非马尔可夫记忆效应对冷却过程起着重要作用。
2016-06-12 quant-ph
Phase noise measurement of external cavity diode lasers and implications for optomechanical sideband cooling of GHz mechanical modes
通过辐射压力动态反作用的腔光机械冷却使得能够实现机械振荡器的基态冷却，只要激光器表现出足够低的相位噪声。在这里，我们调查和测量广泛可调谐外腔二极管激光器，这已被用于一系列最近的纳米光学机械实验，包括基态冷却的过量相位噪声。我们报告了一个明显的频率过剩噪声，其峰值在3.5 GHz附近，约为10^7 rad^2 Hz，归因于二极管激光器的弛豫振荡。测量结果表明，即使在GHz的频率二极管激光器不表现出量子限制的性能。相关的过量反作用可以排除基态冷却，即使在最先进的纳米光学机械系统。
2011-12-29 quant-ph
Minimum-Time Cavity Optomechanical Cooling
光机械冷却是现代量子技术承诺的许多奇异应用的先决条件，为了最大限度地减少环境的不良影响，在短时间内实现它至关重要。我们制定的腔光机械冷却作为一个最小时间的最优控制问题的反德西特空间的适当的尺寸和使用勒让德伪谱优化方法找到最小的时间和相应的最优控制，为各种值的最大耦合率之间的腔场和机械谐振器。本框架还可以应用于在最短时间内产生光机械纠缠，并提高光机械量子热机的效率。
2015-10-11 math.OC quant-ph
Steady-state mechanical squeezing and ground-state cooling of a Duffing anharmonic oscillator in an optomechanical cavity assisted by a nonlinear medium
本文从理论上研究了由简并光参量放大器和端面移动镜组成的混合光机械系统，该系统被建模为刚性类Duffing非简谐量子力学振子。通过提供的系统参数的临界值对应于系统的稳态响应中的多稳态行为的出现的解析表达式，我们表明，硬化机械Duffing非谐性减少了多稳态区域的宽度，而光学参量非线性可以利用驱动系统的多稳态区域。我们还表明，适当的机械非谐强度值的稳态机械压缩和基态冷却的机械谐振子可以实现。此外，我们发现，非线性增益介质的存在可以导致改善的机械非谐性诱导的机械运动的冷却，以及机械压缩超过标准的量子极限3分贝。
2017-12-26 physics.optics quant-ph
Optomechanical cooling of levitated spheres with doubly-resonant fields
悬浮电介质粒子的光机械冷却代表了一种有前途的新方法，在寻求冷却小型机械谐振器向其量子基态。我们研究了自陷机制下悬浮纳米球的双模冷却。我们确定了一个丰富的结构分裂边带（通常的强耦合效应无关的机制）和强冷却，即使当一个模式是蓝色失谐。我们表明，最好的制度发生时，两个光场合作冷却和陷阱的纳米球，其中冷却速率超过一个数量级的速度相比，相应的单边带冷却速率。
2012-07-19 quant-ph
Double-passage ground-state cooling induced by quantum interference in the hybrid optomechanical system
我们提出了一个量子干涉冷却方案的纳米机械谐振器（NAMR）的混合光机械系统，其中原子被困在一个光机械腔，耦合到一个额外的光学腔。光机械谐振腔的吸收可以通过原子-腔耦合和腔-腔耦合引起的量子干涉效应来改变。随着量子干涉的使用，用于冷却的期望的转变被增强，以及由于不期望的转变而导致的加热抑制。结果，NAMR振动可以冷却到其基态。特别是，在原子的辅助下，我们的方案在实验上是可行的，即使对于较低质量的腔，这大大降低了实验难度。
2018-02-07 quant-ph
Optical read out and feedback cooling of a nanostring optomechanical cavity
氮化硅纳米线谐振器的940 kHz的机械谐振的运动的光学测量证明与读出的噪声不精确度达到37 dB以下的谐振器的零点波动。通过光学探测激光器的强度调制，辐射压力反馈用于将机械模式从初始室温占据$\bar{n}_{b} = 6.5 \times 10^6$（$T_{b}=295$ K）冷却和阻尼到声子占据$\langle n \rangle = 66 \pm 10$，表示模式温度为$T_{m} \approx 3$ mK。这五十年的冷却是由系统的大单光子协同$(C_{1} = 4)$和高量子效率的光学运动探测（$η_{t} = 0.27$）。
2015-06-03 physics.optics quant-ph
Optomechanical Cooling of a Macroscopic Oscillator by Homodyne Feedback
我们提出了一个简单的光机模型，其中机械振荡器正交可以“冷却”远低于其平衡温度，通过施加适当的反馈，以驱动正交的辐射场的零差电流用于探测其位置的装置。
1998-02-12 quant-ph
Routing thermal noise flow and ground-state cooling in an optomechanical plaquette
本文提出在四模光机械晶格中通过路由热噪声流并调整环路相位，实现两个非简并机械谐振器的基态冷却，该方法补充了传统相干暗模式控制理论。
2025-06-20 quant-ph
Enhanced optomechanical entanglement and cooling via dissipation engineering
我们提出了一个光机耗散工程方案，通过引入一个具有大衰减率的辅助机械模式来控制光模的态密度。光模的有效线宽可以减小或加宽，体现了耗散工程。为了证明我们的方案在改善光机系统性能方面的能力，我们研究了光机纠缠和声子冷却。结果表明，热声子激发下的光-机纠缠可以通过耗散工程恢复。对于声子冷却，可以实现数量级的改善。我们的方案可以推广到其他系统的多玻色子模式，这是实验上可行的材料和纳米纤维的进步，包括光学法布里-珀罗腔，超导电路，和纳米束光子晶体。
2019-10-10 quant-ph
Breaking optomechanical cooling limit by two drive fields on a membrane-in-middle system
提出了一种在两个红失谐驱动场驱动下的中间膜光学机械系统（OMS）中的机械谐振器的基态冷却的理论方案。详细描述了OMS的动力学演化过程，系统研究了系统条件对冷却效果的影响。最重要的是，发现具有两个驱动器的设置能够实现比单腔的理论冷却极限更好的冷却结果。通过适当的腔阻尼率和驱动强度的组合，甚至可以提高一个数量级的热声子数。
2019-01-27 quant-ph
Macroscopic mechanical oscillators at the quantum limit using optomechanical cooling
我们讨论了如何提供的光机械耦合辐射压力可以用来冷却宏观集体自由度，作为振动模式的可移动的镜子。冷却是使用相敏反馈回路，有效地过阻尼的镜子运动，而不会增加热噪声。反馈结果能够使宏观物体下降到量子极限。特别地，可以实现挤压和纠缠。
2002-11-18 quant-ph
Optomechanical Cavity Cooling of an Atomic Ensemble
我们证明了原子系综的单个集体运动模的腔边带冷却，直到平均声子占有数为2.0（-0.3/+0.9）。这两个最小占用数和所观察到的冷却速率是在良好的协议与光机模型。冷却速率常数与系综的总光子散射速率成正比，表明了光致冷却过程的合作性质。我们推导出腔冷却的基本限制，无论是集体模式，或同情，单原子自由度。
2011-07-23 quant-ph
Optomechanical cooling and inertial sensing at low frequencies
本文提出了一种惯性传感器的设计，以实现高灵敏度和大的动态范围内的亚赫兹频率制度。通过将光学腔读出系统与单片制造的机械谐振器相结合，获得了高的加速度灵敏度。高灵敏度的外差干涉仪同时监测测试质量，具有广泛的动态范围，适用于低刚度谐振器。带宽调谐的光学反馈冷却的测试质量通过辐射压力相互作用，使用强度调制激光。分析了反馈系统的传递增益，以优化系统参数，使其达到最低冷却温度。为了实际实现惯性传感器，我们提出了一种级联冷却机制，以提高冷却效率，同时在低光功率水平下工作。整个系统布局呈现出紧凑、轻便的集成设计。
2022-09-22 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Phonon cooling by an optomechanical heat pump
我们提出并分析了理论上的腔光学机械模拟的热泵，使用极化激元流体冷却机械模式耦合到一个单一的预冷声子模式，通过外部调制的机械谐振器的基板。这种方法允许冷却任意频率的声子模式，而不受腔光场失谐的限制，从室温深入到量子区。
2015-12-04 quant-ph
Electromagnetially-induced-transparency-like ground-state cooling in a double-cavity optomechanical system
我们建议通过一个电磁感应透明（EIT）的双腔光学机械系统中的冷却机制，其中一个额外的腔耦合到标准光学机械系统中的原始一个机械谐振器接近其基态。通过选择最佳的参数，使得机械谐振器的冷却过程对应于光学涨落谱的最大值，而加热过程对应于光学涨落谱的最小值，可以使机械谐振器的最终平均声子数小于没有附加腔时的平均声子数。我们表明，机械谐振器可以冷却到接近其基态，通过这样的EIT冷却机制，即使原来解决的边带条件不满足在没有额外的腔。
2014-07-19 quant-ph
Ground-state cooling of dispersively coupled optomechanical system in unresolved sideband regime via dissipatively coupled oscillator
在色散耦合振荡器的光机械冷却中，仅可能在分辨边带区域中达到振荡器基态，其中腔模线宽小于被冷却的机械振荡器的谐振频率。在本文中，我们表明，色散耦合系统可以冷却到基态在未解决的边带制度使用辅助振荡器，这是耦合到相同的光学模式通过耗散相互作用。辅助振荡器的谐振频率接近目标振荡器的谐振频率;因此，辅助振荡器也处于未分辨边带状态。我们只需要一个单一的蓝色失谐激光模式来驱动腔。
2016-04-12 cond-mat.other physics.optics quant-ph
Bistable cooling in optomechanical system
提出了一种优化机械谐振腔失稳区光机冷却的方案。基于稳定性分析，我们揭示了光子和声子的明显的双稳态效应，即使在单光子弱耦合的情况下，也可以利用这种非线性效应实现强的非线性效应。考虑到实验的实现，我们研究了在有和没有量子非线性的情况下，边带冷却的情况。结果表明，由于反旋波效应，稳态声子的涨落可以很好地抑制在一个相当低的水平，它不需要高的腔的品质因数。我们的方案提供了一个新的视角，优化边带冷却的机械谐振器在弱耦合制度。
2017-10-31 quant-ph
Suppression of Stokes scattering and improved optomechanical cooling with squeezed light
我们发展了一个压缩输入光场的光机冷却理论。我们表明，斯托克斯加热跃迁可以抑制\emph{fully}时，驱动场被压缩低于真空噪声水平在适当选择的压缩相位和有限的压缩量。因此，对激光冷却的量子反作用极限可以降低到零，并且所得到的最终温度然后仅由热声子数与光机械协同性参数之间的比率确定，而与腔线宽和机械频率的实际值无关。因此，用压缩输入场驱动允许制备纳米机械谐振器，即使具有低谐振频率，在它们的量子基态中具有非常接近1的保真度。
2016-11-14 quant-ph
Magnetic Actuation and Feedback Cooling of a Cavity Optomechanical Torque Sensor
我们展示了一个介观铁磁针与腔光机械扭转谐振器的集成，其用于定量确定针的磁特性，以及放大和冷却的谐振器运动。利用该系统，我们可以测量小至32 zNm的扭矩，相当于检测0.12 A/m（150 nT）的外部磁场。此外，我们能够提取的磁性样品的磁化强度（1710 kA/m），不知道一个先验，证明该系统的纳米磁性研究的潜力。最后，我们表明，我们可以磁驱动的扭转谐振器进入再生振荡，并阻尼其机械模式温度从室温到11.6 K，而不牺牲转矩灵敏度。
2017-07-29 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Dual-mode ground-state cooling in quadratic optomechanical systems: from multistability to general dark-mode suppression
Sun Yat-Sen University (Zhuhai Campus)（中山大学（珠海校区））；Shihezi University（石河子大学）；Guangdong University of Technology（广东工业大学）
研究二次光机系统中通过调节腔失谐和耦合强度实现从光学双稳态到多稳态的转变，并在非线性稳态解的动态稳定分支上实现双机械振子的同时基态冷却，同时通过二阶光机诱导频移有效抑制暗模效应。
2026-04-16 quant-ph
