Squeezing of the mechanical motion and beating 3 dB limit using dispersive optomechanical interactions
本文研究了一个由光腔和可动反射镜组成的光机系统，该系统通过色散线性光机耦合和二次光机耦合实现耦合。我们的工作在解决边带限制与高品质因数的机械振荡器在强耦合制度。我们表明，在传统的光机系统中（单独使用）QOC的存在修改机械振荡器的频率，并减少对机械振荡器的反作用效应。其结果是，机械振荡器中的波动可以被抑制在标准量子极限以下，从而挤压谐振器的机械运动。我们还表明，任何一个的quadrature可以压缩依赖于QOC的符号。通过详细的数值计算和解析近似，我们表明，在这样的系统中，3 dB的限制可以被击败。
2017-01-01 quant-ph
Strong-coupling effects in dissipatively coupled optomechanical systems
在本文中，我们研究腔光学机械系统中的机械振荡器的位置调制的谐振频率（色散耦合）和线宽（耗散耦合）的腔模式。利用量子噪声方法计算了光阻尼和光致频移。我们发现，耗散耦合系统具有两个参数区域提供放大和两个参数区域提供冷却。为了研究强耦合机制，我们精确求解线性化的运动方程并计算机械光谱和光谱。除了签名的正常模式分裂是类似的情况下，纯粹的色散耦合，光谱包含一个惊人的功能，我们追溯到法诺线形状的力谱。最后，我们表明，纯粹的耗散耦合可以导致光机械诱导透明，这将提供一个方便的实验方法来观察正常模式分裂。
2013-05-18 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Nonlinear dynamics of weakly dissipative optomechanical systems
光机系统吸引了很多关注，因为它们为量子测量、转换、混合系统和量子物理的基础研究提供了一个新的平台。他们的经典非线性动力学是令人惊讶的丰富，迄今为止仍有待探索。致力于这一主题的工作通常集中在耗散常数，这是大大大于目前的实验中遇到的，这样的弱耗散光学机械系统的非线性动力学几乎是未知的水域。在这项工作中，我们填补了这一空白，并调查在这个重要的政权的规则和混沌动力学。为了分析动力学吸引子，我们将“广义排列指数”方法扩展到耗散系统。我们表明，即使当混沌运动是不存在的，在弱耗散制度的动态是非常敏感的初始条件。我们认为，减少耗散允许混沌动力学出现在一个小得多的驱动力，并使各种路线的混乱。我们确定了三个通用功能弱耗散经典光机非线性动力学：极限环和极限环面之间的Neimark-Sacker分歧（导致梳的频谱中的边带），准周期性的路线混乱，和存在的瞬态混沌。
2020-01-26 cond-mat.mes-hall nlin.CD quant-ph
Unitary unravelling for the Dissipative Continuous Spontaneous Localization model: application to optomechanical experiments
连续自发局域化（CSL）模型试图从坍缩模型的角度描述量子到经典的转变。然而，它的原始配方遭受一个根本的不一致，因为它是明确的能量不守恒。幸运的是，CSL的耗散扩展最近已经制定了解决这样的能量发散问题。我们比较了耗散和非耗散CSL模型的预测时，使用各种光机设置，并将这些预测与现有的实验数据进行对比，从而建立相应的排除图。
2018-10-10 quant-ph
Dissipative optomechanical preparation of macroscopic quantum superposition states
从量子物理到经典物理的过渡仍然是一个激烈争论的问题，尽管它已经被研究了一个多世纪。通过在空间量子叠加中制备宏观物体可以得到进一步的澄清，并且已经提出了以瞬态或概率方式为纳米机械设备生成这种状态的建议。在这里，我们介绍了一种方法来确定性地获得空间叠加的任意寿命通过耗散态制备。在我们的方法中，我们工程师的机械元件的运动的双势阱和驱动它朝向基态，这表明所需的空间叠加，通过光学机械边带冷却。我们提出了一种基于超导电路耦合到锂装饰单层石墨烯片的机械运动的具体实现，介绍了一种通过将其耦合到超导量子位来验证机械状态的方法，并讨论了其在测试量子到经典过渡的崩溃模型方面的前景。
2016-05-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Linear analytical approach to dispersive, external and intrinsic dissipative couplings in optomechanical systems
我们提出了一个光学机械系统中的机械谐振器调制的谐振频率（色散耦合）和衰减率（耗散耦合）的光学腔的理论研究。我们扩展到一个更一般的情况下，耗散耦合分裂其外部和内在的贡献之间的通用色散框架。我们报告了一个完整的分析，每种光损耗（内在和外部）的三种耦合机制的影响，并突出每个外部衰减率制度的兴趣。基本的工具，实验确定的三个耦合和它们的相对影响的光学响应。我们证明了光学弹簧效应和光机阻尼的一般表达式。比较文献中光子晶体系统的实验测量值和我们的理论模型，得到了很好的一致性。
2020-04-30 physics.optics quant-ph
Combination of dissipative and dispersive coupling in the cavity optomechanical systems
Faculty of Physics, M.V. Lomonosov Moscow State University（莫斯科国立大学物理系）；Quantum Technology Centre, M.V. Lomonosov Moscow State University（莫斯科国立大学量子技术中心）
本研究分析了兼具耗散与色散耦合的Fabry-Perot腔光力学系统，发现其共振泵浦下可产生纯耦合不具备的光学刚度，可实现优于SQL的微力检测及更宽参数范围的可控光压挤压。
2022-01-24 physics.ins-det physics.optics quant-ph
Dissipative and Dispersive Optomechanics in a Nanocavity Torque Sensor
实验观察到耗散和色散的光机耦合在光子晶体分裂光束纳米腔检测纳米级扭矩源优化。高达约$500$ MHz/nm的耗散耦合和$2$ GHz/nm的色散耦合使得能够测量亚pg级扭转和类螺旋机械共振，其热限制扭矩检测灵敏度在环境条件下为1.2 $\times 10^{-20} \text{N} \, \text{m}/\sqrt{\text{Hz}}$，在低真空下为1.3 $\times 10^{-21} \text{N} \, \text{m}/\sqrt{\text{Hz}}$。光机械耦合机制之间的干扰被观察到，以提高检测灵敏度，并产生机械模式依赖的光机械波长响应。
2014-09-05 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Generating quadrature squeezed light with dissipative optomechanical coupling
最近的示范冷却的宏观氮化硅膜的基础上耗散耦合耗散耦合的光机系统作为有前途的候选人压缩。我们从理论上证明了共振腔中的这种系统可以产生与色散耦合产生的压缩相当的压缩。我们还报告了色散和耗散耦合的综合效应所产生的压缩，因此该设备可以在一个政权或其他操作。我们推导出最大频率和正交角观察压缩给定的光机耦合强度。我们还讨论了温度对压缩的影响。
2016-07-18 physics.optics quant-ph
Steady-state mechanical squeezing in a hybrid atom-optomechanical system with a highly dissipative cavity
机械谐振子的量子压缩对于研究宏观量子效应和弱力的精确计量具有重要意义。本文研究了一个原子-光机混合系统，在该系统中，机械谐振腔的稳态压缩可以通过机械非线性和腔冷却过程来实现。通过数值模拟机械位移求积的稳态方差来评估该方案的有效性。该方案对光腔的耗散具有鲁棒性，在高耗散腔中可以有效地产生稳态压缩。
2015-12-21 quant-ph
Flexure-Tuned Membrane-at-the-Edge Optomechanical System
介绍了一种被动对准的弯曲调谐腔光学机械系统，在该系统中，膜位于距离法布里-珀罗光学腔的一端镜几微米的位置。通过使膜通过其硅支撑框架的轻微弯曲而移位（即，到~80 m曲率半径（ROC）），我们获得了可用的光机械耦合的全部范围，还发现光谱没有表现出通常在“中间膜”（MIM）系统中发现的突然不连续性。更积极的挠曲（3 m ROC）实现>15微米的膜行程、毫弧度倾斜调谐和波长尺度（1.64 $\pm$ 0.78微米）的膜-镜分离。我们还提供了一套完整的解析表达式，该系统的领先阶色散和耗散光机耦合。值得注意的是，该系统可以潜在地产生比MIM系统可能产生的数量级更大的线性耗散或二次色散强耦合参数。此外，它可以产生与MIM系统相同的纯二次色散耦合，但具有显著抑制的线性耗散反作用（和力噪声）。
2019-08-28 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Dispersive interaction of a Bose-Einstein condensate with the movable mirror of an optomechanical cavity in the presence of the laser phase noise
本文研究了在激光相位噪声和原子碰撞作用下，光机械腔中玻色-爱因斯坦凝聚体与移动端面镜的色散相互作用。我们假设光学模的有效频率远大于可动镜和BEC的机械模和Bogoliubov模的有效频率。在绝热近似下，腔的阻尼率比其他模式的阻尼率快，系统表现为一个有效的双模模型，其中原子和机械模式通过光场的调解由一个有效的耦合参数相互耦合。我们表明，在有效的双模模型中，LPN出现作为一个经典的随机泵项驱动的机械和Bogoliubov模式的振幅求积。结果还表明，只有在色散和Doppler区，两个模相互共振时，才能建立强的稳态镜原子纠缠，且LPN的影响很小。
2016-09-27 quant-ph
Optomechanical system with tunable dissipative and dispersive couplings
State Key Laboratory of Quantum Optics and Quantum Optics Devices, Institute of Opto-Electronics, Shanxi University（山西大学光电研究所量子光学与量子光学器件国家重点实验室）；Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Shanxi University（山西大学极端光学协同创新中心）
通过法布里-珀罗腔和机械振子，实现了耗散与色散耦合比从25到0.02的连续调谐，跨越三个数量级，为探索量子效应和量子极限测量提供了平台。
2026-06-09 physics.optics quant-ph
Quantum limited measurements with lossy optical cavity enabled by dissipative optomechanical coupling
我们分析了一个腔光学机械装置，其中振荡器的位置调制光损耗。我们表明，在这样的设置量子有限位置测量可以进行，如果外腔耦合率匹配的光损耗率，一个条件称为“临界耦合”。此外，在这种条件下，该装置表现出许多潜在的好处，实际操作，包括完全没有动态反作用，因此光机械不稳定性，并拒绝经典的激光噪声和热波动的腔频率从测量记录。我们提出了两种实现方案：一种是基于信号回收的迈克尔逊型干涉仪，另一种是基于法布里-珀罗腔中的倾斜膜。
2019-03-26 quant-ph
Quantum Nonlinear Effect in Dissipatively Coupled Optomechanical System
采用全量子方法研究复合Michelson-Sagnac干涉仪光机械系统，发现耗散耦合引起的非厄米类非线性特性可保护色散耦合的量子本质，使系统在特定参数区域实现强量子非线性与反聚束效应，为实验研究提供新视角。
2023-10-19 quant-ph
Coupling Enhancement and Symmetrization in Dissipative Optomechanical Systems
The University of Tokyo（东京大学）；RIKEN Center for Quantum Computing (RQC)（理化学研究所量子计算中心）；Northeast Normal University（东北师范大学）
本研究通过双激光驱动和增强交叉凯尔非线性，实现了光学机械系统中强耦合与对称化，拓展到超强耦合 regime，探索少光子效应。
2026-02-26 quant-ph
Quantum phase transitions in the driven dissipative Jaynes-Cummings oscillator: from the dispersive regime to resonance
本文研究了受驱动耗散Jaynes-Cummings振子从复振幅双稳到相位双稳的过程。在稳态下的准分布函数，为不同的量子比特腔失谐和驱动参数，以跟踪一阶耗散量子相变的临界点标记的二阶过渡和自发对称性破缺。我们证明了在色散区的光子封锁击穿，并发现在量子双稳区的腔态共存伴随着明显的量子比特腔纠缠。专注于两个耦合的量子自由度（腔和量子位）的响应中的量子涨落的作用，我们从一个区域的最小纠缠的色散制度，在那里我们得到分析微扰的结果，自发的装饰态极化在共振的阈值行为。
2017-01-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Entanglement Dynamics in Dispersive Optomechanics: Non-Classicality and Revival
研究了由两个光学模和一个光学谐振腔组成的色散光机械系统中的纠缠动力学。这两种光学模式与机械振荡器相互作用，但不直接相互作用。光纠缠的出现证明了振子的非经典性。我们研究了纠缠动力学与光机耦合、腔中平均光子数和振子温度的关系。提出了一种超冷原子系综的实验实现方法。
2020-11-01 quant-ph
Strong coupling of an optomechanical system to an anomalously dispersive atomic medium
我们研究了一个光机械混合系统，其中一个膜振子耦合到一个内腔$Λ$型三能级原子介质的基态集体自旋。在双光子共振附近，原子相干性和两束拉曼泵浦光产生的反常色散对腔场响应有很大的影响。由于光子在腔中的超光速传播，光机械相互作用，因此辐射压力大大增强。这样的改进有助于在室温热环境下机械振荡器的基态冷却。而且，它可以大大提高位移测量的灵敏度和带宽。在这样的系统中，即使在单量子水平上，也可以在很小的腔内光子数上实现机械振子与腔场之间的光控强耦合相互作用，这对于弱光非线性光子学和机械场中非经典量子态的产生具有重要意义.
2014-07-14 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
The Langevin-equation description of optomechanics with the dispersive and dissipative optomechanical coupling
Swiss Federal Institute of Technology (EPFL)（瑞士联邦理工学院）
研究光机械系统，用基于经典波动方程的方法推导相关方程，与朗之万方程形式比较，评估其有效性及适用范围，发现涉及耗散光机械耦合时该形式存在问题，如腔衰减率与耦合关系不符、输入场相位因子缺失等。
2026-07-20 quant-ph
A Green's function approach to the linear response of a driven dissipative optomechanical system
在本文中，我们首先试图阐明存在于文献中的模糊性，在推广的标准线性响应理论（LRT）已基本制定了封闭系统的理论的开放量子系统的海森堡图片。然后，我们研究了一个驱动耗散光学机械系统（OMS）的线性响应的弱含时扰动使用所谓的广义LRT。它表明如何格林函数运动方程的一个标准的OMS作为一个开放量子系统可以得到从量子朗之万方程（QLE）的海森堡图片。所得结果解释了大量的现象，包括反共振，简正模分裂和光机械诱导透明（OMIT）。此外，还解释了斯托克斯或反斯托克斯边带在红失谐区或蓝失谐区放大或衰减的原因，这与拉曼散射图象是完全一致的，特别是在弱耦合区。
2021-04-15 quant-ph
"Membrane-outside" as an optomechanical system
我们从理论上研究了一个光机系统，它由一个双面腔和一个放置在其外部的机械膜组成，该膜靠近其中一个反射镜放置，腔通过另一个反射镜与外部光场耦合。我们的研究集中在该制度中的色散光机耦合系统消失。这样的制度被发现是可能的，如果膜比相邻的反射镜反射少，产生潜在的非常强的耗散光机械耦合。具体地，如果膜和镜的振幅透射系数的绝对值分别为$t$和$t_m$，则满足条件$ t_m^2< t\ll t_m\ll 1$，对于相同长度的光机械腔，该装置的耗散耦合常数超过色散耦合常数。的耗散耦合常数和相应的光机协同性的建议系统也比较与迈克尔逊-Sagnac干涉仪和所谓的“膜在边缘”系统，这是已知的一个强大的光机耗散相互作用。结果表明，在上述条件下，这里提出的系统是有利的，在这两个方面。它还能够有效地实现两端口配置，这是最近提出的一个有前途的光学机械系统，提供，除其他好处，量子限制光学机械测量系统中的可能性，这不会遭受任何光学机械不稳定性。
2021-02-23 quant-ph
Mechanical cooling in the bistable regime of a dissipative optomechanical cavity with a Kerr medium
研究含 Kerr 介质的耗散光机械腔双稳态及机械冷却，表明 Kerr 介质降低双稳态阈值，并可在室温或低温条件下实现高效冷却乃至接近基态。
2023-07-22 quant-ph
Enhancement of steady-state bosonic squeezing and entanglement in a dissipative optomechanical system
系统地研究了振幅调制对耗散三模光机械系统中稳态玻色压缩和纠缠的影响，其中膜的振动模通过辐射压耦合到左右腔模.数值模拟结果表明，周期性调制的外激光驱动腔的一端或两端，可以显著增强稳态玻色子压缩和纠缠。值得注意的是，只要一个周期性调制的外部激光驱动腔的任何一端就足以增强压缩和纠缠，这便于实际实验，其代价是实现系统稳定所需的调制周期数更多。此外，我们数值验证了最佳调制频率的解析预测，并讨论了相应的物理机制。
2018-05-08 quant-ph
Reservoir engineering and dynamical phase transitions in optomechanical arrays
研究了光腔中光子与微机械薄膜阵列相互作用的驱动耗散动力学。周期性的膜驱动和声子产生导致有效的光子数守恒的非幺正动力学，其特征在于具有长程光子相干性的稳态。如果泄漏的光子的腔被抵消的光子模式的非相干驱动，我们表明，该系统经历了一个动态的相变的状态与长程相干。一个最小的系统，由两个微机械膜在一个空腔中，进行了详细的研究，它被证明是一个现实的设置驱动耗散动力学的关键过程中可以看到。
2012-09-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Robust force sensing for a free particle in a dissipative optomechanical system with a parametric amplifier
本文从理论上研究了在具有简并参量放大器的耗散耦合光机系统中，作用在自由粒子上的弱经典力的光学探测问题。我们表明，PA允许一个实现的力的灵敏度远远优于标准量子极限（SQL）在广泛的范围内的检测频率。这种改善取决于参量增益和驱动功率。此外，我们还讨论了机械阻尼和热噪声对力灵敏度的影响。我们发现，力的灵敏度的鲁棒性比SQL对机械阻尼和热噪声是可以实现的PA具有高参数增益的存在下。对于温度$T = 1$ K，当驱动功率被设置在与没有PA的SQL相对应的值时，灵敏度的改善好了约7倍。
2017-03-02 quant-ph
Qubit-assisted squeezing of the mirror motion in a dissipative optomechanical cavity system
我们研究了一个由囚禁在耗散光机械腔中的原子系综和微扰耦合组成的混合系统。结果表明，这样的混合系统是非常适合于产生稳态压缩的镜子运动在长时间限制下的未解决的边带制度。基于主方程和协方差矩阵的方法，我们详细讨论了各自的压缩效应，发现在这两种方法中，通过绝热消除高耗散腔模来简化系统动力学是非常有效的。在主方程方法中，我们发现压缩是冷却过程的结果，并且对机械模的热涨落具有鲁棒性。而在协方差矩阵法中，我们可以近似地从简化的动力学方程得到稳态机械位置方差的解析结果。最后，我们比较了这两种不同的方法，发现它们是完全等价的平稳动态。该方案对于可能的涉及机械压缩的超精密量子测量具有重要意义。
2018-11-14 quant-ph
Investigation of intrinsic nonlinear effects in driven-dissipative optomechanical systems using the generalized linear response theory
本文基于广义线性响应理论与非线性量子Langevin方程分析受驱耗散光机械系统，揭示单光子耦合下非线性效应仅在上下简正模满足二倍频共振时显现，并验证非共振区线性化近似有效。
2025-02-14 quant-ph
Temperature gradient and asymmetric steady state correlations in dissipatively coupled cascaded optomechanical systems
本文研究单向耗散耦合的级联光力学系统，推导机械模有效耦合，揭示非对称瞬态与稳态关联、温度梯度及单镜谱重建方法。
2023-09-27 quant-ph
Dynamical Casimir effect in dissipative optomechanical cavity interacting with photonic crystal
我们从理论上研究了动态Casimir效应（DCE），即，在与光子晶体相互作用的光机械腔中，实现了量子真空的参量放大，这被认为是研究微耗散效应对双光子晶体的影响的理想系统。从包含光子带系统和光机械腔的总哈密顿量出发，应用Floquet方法和Brillouin-Wigner-Feshbach投影方法，导出了一个有效的Floquet-Liouvillian.微观耗散效应是严格考虑的能量依赖的自能。得到的有效Floquet-Liouvillian表现出两种竞争的不稳定性，即，参数和共振不稳定性，这决定了固定模式作为一个结果，它们之间的平衡，在耗散的DCE。通过求解Floquet-Liouvillian复特征值问题，确定了特征值虚部为零的定态模。我们发现一个新的非本地多模DCE表示的多模Bogoliubov变换的腔模和光子带。我们发现，当腔系统嵌入具有带隙的窄带光子晶体中时，我们可以大大降低泵浦频率，这对于观察DCE具有实际的优势。
2019-12-25 quant-ph
Solution for the dispersive and dissipative atom-field Hamiltonian under time dependent linear amplification processes
研究了二能级原子与量子化光场的色散相互作用。此外，我们考虑了一个依赖于时间的线性放大和耗散过程。为了求解该系统的主方程，我们使用超算子技术。
2013-03-05 quant-ph
The dissipative dynamics of the field of two-photon Jaynes-Cummings model with Stark shift in dispersive approximation
在色散近似下，研究了Stark位移作用下双光子Jaynes-Cummings模型（JCM）光场的耗散动力学，讨论了耗散对纠缠的影响。结果表明，当存在非线性双光子过程时，耗散腔对光场的相干特性有一定的影响。
2001-04-04 quant-ph
Selective linear or quadratic optomechanical coupling via measurement
利用机械谐振器设计线性和非线性耦合的能力是制备和研究宏观力学量子行为的重要目标。在这项工作中，提出了一种基于测量的方案，其中可以使用与机械位置成线性比例的光机相互作用来实现线性或平方机械位移耦合。将所得的平方位移测量强度与使用与机械位移平方的直接相互作用的色散情况下可获得的强度进行比较。实验协议和参数集讨论的机械元件的运动的非高斯状态的产生和观察。
2011-10-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Critical quantum fluctuations and photon antibunching in optomechanical systems with large single-photon cooperativity
腔光学力学中的一个相关问题是，达到大的单光子协同性的状态，即单光子耦合率超过腔和机械衰减率的几何平均值，是否可以实现任何新的现象。我们表明，在某些多模光学机械系统中，单光子合作确实可以是一个品质因数。我们首先研究了一个腔模和两个机械振子的系统，它结合了悬浮光学力学和相干散射与标准色散光学力学的概念。后来，我们研究了一个更复杂的设置，包括三个腔模式，它不依赖于悬浮光力学，只具有色散光力学与直接腔驱动的相互作用。这些系统可以有效地实现从量子光学已知的简并或非简并参量振荡器模型，但在不寻常的有限尺寸制度的基本模式（S）时的单光子合作是大的。我们表明，这些系统的响应相干光探测可以是高度非线性的探测功率，即使平均光子占用数低于统一。非线性光机相互作用具有探针驱动器将有效地振幅压缩自身的特殊后果。对于大的单光子合作，这发生在小的占用数，这使得观察到的非经典的反聚束的传输探测光子由于相消干涉效应。最后，我们表明，随着探测功率的进一步增加，系统进入一个临界状态，其特征在于固有的非线性动力学和非高斯状态。
2020-05-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dissipative Optomechanics in High-Frequency Nanomechanical Resonators
本研究首次实现边带分辨区间的高频耗散光力学系统，验证其对光谱的重塑作用，实现机械频率与耦合速率的大幅提升，为量子态传输等应用提供支撑。
2023-09-01 physics.optics quant-ph
Dissipative optomechanical preparation of non-Gaussian mechanical entanglement
纠缠作为一种关键资源在发展前沿技术方面发挥了关键作用，例如在量子隐形传态和量子传感方案中。值得注意的是，由于能够将机械振荡器的振动模式冷却到其量子状态，机械模式之间的纠缠和非经典机械态的产生已经成为量子技术应用的核心资源。因此，提出确定性的计划来实现这些任务是至关重要的。虽然两体机械纠缠的主要方案涉及高斯光机械相互作用（线性化机制）以产生双模压缩真空态，但利用裸非高斯光机械相互作用（非线性强单光子机制）的纠缠双模仍然很少被覆盖。本文提出了一种利用腔场耗散在非线性区域设计声子非高斯二体纠缠的方案。有趣的是，我们的协议（操作在解决边带和光子封锁制度）呈现实现高度的稳态纠缠的可能性。我们进一步表明，我们的确定性方案是强大的退相干和温度的存在下，在国家的最先进的光学力学，以及所需的条件，以获得非高斯的实现二分机械稳态。
2022-03-02 quant-ph
Work measurement in an optomechanical quantum heat engine
本文从理论上分析了最近提出的光机量子热机中平均输出功及其涨落的测量方法[K。Zhang { \it等}物理修订信函{ \bf 112}，150602（2014）]。在表明这项工作可以通过连续测量腔内光子数来评估之后，我们讨论了色散和吸收测量方案，并分析了它们对发动机效率的反作用效应。这两种测量方法都被发现会降低发动机的效率，但它们的反作用在质量和数量上都是不同的。对于色散测量，由于光子和声子激发的混合，效率降低，而对于吸收测量，由于与量子探针的相互作用，其减少的光子损失的结果。
2015-04-11 quant-ph
Dissipative structures in optomechanical cavities
由于对多模光机械器件的特性越来越感兴趣，本文研究了一个大面积光腔的驱动模与可变形机械元件耦合的系统。两种不同的模型自然出现在这样的情况下，我们预测的周期性图案，局域结构（腔孤子），和畴壁，以及其他复杂的非线性现象的形成。此外，我们提出了一个现实的设计内腔膜的基础上，我们的模型可以进行实验研究。除了它的相关领域的非线性光学，这里提出的结果是一个必要的一步，了解量子特性的光机系统在多模制度的光学和机械自由度。
2015-06-21 nlin.PS physics.optics quant-ph
Dissipative vs dispersive coupling in quantum opto-mechanics: squeezing ability and stability
从理论上讨论了输入镜作为机械振荡器的腔或等效系统中耗散型光-机耦合的压缩光和光机不稳定性的产生。这个问题是处理解析的情况下，共振激励或小失谐，主要集中在坏腔的限制。耗散和纯色散耦合之间的定性差异的报告。特别是，它示出，对于纯耗散耦合在坏腔制度，反作用强烈减少和系统的压缩能力被强烈抑制，在纯色散耦合的情况下。它还表明，对于小的失谐，稳定性图的情况下的纯色散和耗散耦合定性相同的失谐的符号的变化。所得结果与最近的理论出版物进行了比较。
2018-03-09 quant-ph
Strong and noise-tolerant entanglement in dissipative optomechanics
研究耗散光力学系统中的量子纠缠，发现耗散耦合比相干耦合产生更强且抗噪声的纠缠，为构建强鲁棒量子纠缠提供了新途径。
2025-07-01 quant-ph
Entanglement dynamics of two modes coupled through a dissipative movable mirror in an optomechanical system
本研究聚焦中间反射镜光力学系统，分析两模式纠缠动力学，精确求解主方程并以并发度量化，发现无损耗时可分离态演化为纠缠态，力学损耗会减弱系统整体纠缠。
2024-11-28 math-ph math.MP 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
Squeezing of a movable mirror via the dissipative optomechanical coupling
本文研究了耗散光学力学中可动镜的压缩效应，其中振荡镜同时调制腔模的谐振频率和线宽。通过在相干驱动激光场的作用下，向腔中输入一束弱得多的宽带压缩真空光，利用基于密度算符的一般库理论，在相互作用图中对系统采用约化密度算符，从而消去库变量，导出了腔镜系统的主方程.当镜与腔模弱耦合时，我们发现在激光冷却到基态的条件下，通过量子噪声的完全相消干涉，驱动腔场可以有效地充当可动镜的压缩真空库，从而实现光场压缩到可动镜的有效传递，这与腔体阻尼率和机械频率之间的比率无关。当镜与腔模适度耦合时，光子激发可以完全消除量子噪声的相消干涉，从而使镜偏离理想压缩态。
2013-04-22 quant-ph
Quantum many-body dynamics in optomechanical arrays
我们研究了一系列光机系统的非线性驱动耗散量子动力学。在这样的阵列的每个位置处，局部机械模式通过辐射压力与激光驱动的腔模式相互作用，并且光子和声子都可以在相邻位置之间跳跃。相干相互作用和耗散之间的竞争产生了一个丰富的相图表征光学和机械的多体状态。对于弱的细胞间耦合，由于量子噪声的影响，不同位点的机械运动是不相干的。然而，当增加耦合强度时，我们观察到向相位相干机械振荡的制度的过渡。我们采用了Gutzwiller animals以及半经典的朗之万方程有限晶格，我们提出了一个现实的实验实现光机晶体。
2013-09-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Tunable linear and quadratic optomechanical coupling for a tilted membrane within an optical cavity: theory and experiment
我们提出了一个实验研究的光学机械系统形成的振动薄半透明膜内的高精细光学腔。我们表明，光学腔模式和振动模式的膜之间的耦合可以通过改变膜的位置和方向进行调谐。特别是，我们证明了一个大的二次色散光机械耦合对应于避免交叉弱耦合在膜表面的散射光腔模式。用腔本征模的一阶微扰处理很好地解释了实验结果。
2011-12-27 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Two atoms in dissipative cavities in dispersive limit: entanglement sudden death and long-lived entanglement
研究了两个空间分离的耗散腔中两个相干光场与两个二能级原子相互作用系统的纠缠动力学和相干性。特别是表明，纠缠猝死是在很短的相互作用时间内获得的。然而，经过长时间的相互作用后，两个原子之间的纠缠可以部分地保持，这就是说，两个原子之间的纠缠可以保持很长的时间。此外，两个原子的相干性不会在演化过程中丢失。
2009-12-23 quant-ph
Strong Coupling Optomechanics Mediated by a Qubit in the Dispersive Regime
腔光力学是实现量子技术的一个灵活平台，特别适用于实现量子接口、量子传感器和量子信息处理。然而，机械和电磁模式之间的色散，辐射压力相互作用通常是非常弱的，利用到现在为止有趣的非线性动力学和量子控制在单光子水平上的演示。理论和实验都已经表明，如果相互作用是由约瑟夫森电路介导的，那么可以有一个有效的动态对应于单光子光机械耦合的巨大增强。在这里，我们详细分析了这种现象在一般情况下，当腔模式和机械模式通过非共振量子位相互作用。利用Schriffl-Wolff近似处理，我们确定了在强耦合区，这种三重混合系统表现为有效腔光机系统的区域
2021-07-29 quant-ph
Dissipative Quantum Feedback in Measurements Using a Parametrically Coupled Microcavity
微米和纳米级光学或微波腔用于广泛的经典应用和量子科学实验，从精密测量，激光技术到机械运动的量子控制。在任何光腔中，通过吸收的耗散光子损耗在某种程度上都会引入热光效应，从而对精确测量施加基本限制。在这里，我们从理论和实验上揭示，这种耗散光子吸收可以导致量子反馈通过在回路中的字段检测的吸收光场，导致腔内场的波动被压扁或antiquashed。引人注目的是，这修改了相干响应测量中的光学腔敏感性，并导致使用腔的非相干干涉光学机械测量中的过度噪声和相关性。我们实验观察这种意想不到的耗散动力学在低温（约8 K）和环境条件下的侧边冷却的光机械晶体cavitiess的光机械光谱。在机械运动的干涉量子测量中，耗散反馈引入了对光腔线宽和光机散射率的有效修正，并产生了过多的不精确噪声。这样的耗散反馈从根本上不同于量子非破坏反馈，例如，光学克尔压缩耗散反馈本身总是导致反压缩的环外光场，但在一定条件下，它可以增强共存的克尔压缩。我们的结果对未来的耗散工程，如耗散增强边带冷却和克尔压缩，量子频率转换，光子系统中的非互易性具有广泛的意义。
2022-05-05 physics.optics quant-ph
Quantum backaction and noise interference in asymmetric two-cavity optomechanical systems
我们研究了腔阻尼不对称性对“中间膜”光学机械系统中反作用的影响，其中机械模式调制两个光子模式之间的耦合。我们表明，在绝热极限下，该系统一般实现了耗散的光机耦合，与有效的位置相关的光子阻尼率。由此产生的量子噪声干涉可用于基态冷却未分辨边带区的机械谐振器。我们明确地展示了量子噪声干扰如何控制线性反作用效应，并表明这种干扰即使在绝热极限之外也会持续存在。对于极端坏腔极限中的单口腔，干涉允许消除所有线性反作用效应。这允许位置平方的连续测量，对单光子光机械耦合强度没有严格的限制。相比之下，这种完全抵消在良好腔极限中是不可能的。这对机械能的量子非破坏测量所需的光机耦合施加了严格的限制，即使在单端口设备中也是如此。
2016-04-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Dissipative Rabi model in the dispersive regime
电路QED的色散区是当今基于超导量子比特的量子计算原型的主要主力。该模型的解析描述通常依赖于量子比特和谐振器之间相互作用的旋转波近似，使用Jaynes-Cummings模型作为色散变换的起点。在这里，我们提出的耗散拉比模型的色散制度的分析结果，而不采取旋转波近似的基础哈密顿量。使用最近开发的基于Keldysh轮廓上时间演化扩展的混合微扰理论[Phys. Rev. A 95，013847（2017）]，我们推导出所有实验相关动力学参数的简单解析表达式，如色散位移和谐振器诱导的Purcell衰减率，将我们的分析集中在通用的多能级量子位上。该解析方程易于处理，并在相应的极限下简化为已知的Jaynes-Cummings结果。然而，它们在中间和大失谐时表现出质的差异，从而可以更准确地模拟超导量子比特和谐振器之间的相互作用。在强共振驱动的限制下，我们的结果还预测了新类型的驱动诱导量子比特耗散和退相，这在以前的理论中是不存在的。
2020-07-06 quant-ph
Force sensing beyond standard quantum limit with optomechanical `soft' mode induced by non-linear interaction
我们考虑一个光机系统，它是由一个机械和光学模式通过线性和二次光机色散耦合相互作用。该系统在高品质因数机械谐振器的情况下在未分辨的边带极限中操作。这样的系统然后充当参数驱动的振荡器，从而获得弹性常数的强度辅助可调性。这使得光学机械系统能够在其“软模式”下操作，其中机械弹簧软化并以较低的谐振频率响应。我们表明，这种软模式可以利用非线性反作用噪声，从而产生更高的力的灵敏度超过传统的标准量子限制。
2019-12-11 quant-ph
Dissipative dynamics of the semiconductor-cavity QED with q-deformed bosons in the dispersive approximation
本文给出了一组$N$ -Frenkel激子在高密度区与单模腔场色散耦合时，在激子耗散和腔场耗散同时存在的情况下的动力学的完整解析描述。利用激子算符作为系统的q变形玻色子算符，解析求解零温下密度算符的Liouville方程，研究激子数和耗散对系统动力学行为的影响.我们利用主方程的解来研究非经典性质的耗散动力学，如分子-场纠缠、场的正交压缩和分子偶极压缩。我们发现，非经典性质的强烈影响的激子的数量，也由两个耗散的存在。
2007-10-20 quant-ph
Theory of noiseless phase-mixing amplification in a cavity optomechanical system
量子力学对放大的极限的研究，无论从基础层面还是从潜在应用的角度来看，都是一个重要的课题。我们在这里提出了一种新的设置的光机械放大器，由一个机械谐振器分散耦合到一个光机械腔周围的机械边带不对称驱动。我们表明，在一般的理由，本放大器工作在一个新的制度-我们在这里称之为相位混合放大。同时，对于适当的参数选择，这里提出的放大器作为相敏放大器操作。此外，我们表明，这两种配置允许放大低于标准的量子限制在一个参数范围内兼容的微波电路光力学的当前实验。
2016-10-25 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Dissipative and dispersive cavity optomechanics with a frequency-dependent mirror
本文研究了包含悬浮 Fano 镜的光力学系统，构建了包含色散与耗散耦合的量子模式理论，发现通过强光学模式耦合实现有效边带分辨，可在未分辨边带区实现室温基态冷却。
2024-03-06 physics.optics quant-ph
