Optomechanical entanglement between a movable mirror and a cavity field
我们展示了如何利用辐射压力在光腔场模和宏观振动镜之间产生稳态纠缠。我们还展示了如何产生的光机纠缠可以量化，我们提出了一个实验读出方案，充分表征纠缠态。令人惊讶的是，这种光机纠缠显示出持久的环境温度高于20 K，使用国家的最先进的实验参数。
2006-12-07 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
Enhanced energy transfer to an optomechanical piston from indistinguishable photons
涉及气体和活塞的思想实验，如麦克斯韦的恶魔和吉布斯的混合，是我们理解热力学的核心。在这里，我们提出了一个量子热力学的思想实验中，能量转移从两个光子气体的活塞膜的增长与光子数的平方不可区分的气体，而线性可区分的气体。这种玻色聚束的特征可以在光学机械实验中观察到，突出了这些系统在量子领域实现热力学思想实验的潜力。
2020-06-05 quant-ph
Detecting macroscopic quantum coherence with a cavity optomechanical system
近年来，量子相干性的严格资源框架已经建立，并引起了广泛的兴趣。在这里，我们表明，量子腔光机系统，作为一个新兴的平台，可以表现出一定的量子相干性在宏观尺度上。我们还发现，总的光机相干性与光机相干性之和之差正好等于它们的互信息。受光机纠缠探测的启发，提出了一种实验上可行的探测光机相干性的方案。
2016-10-20 quant-ph
Determination of the vacuum optomechanical coupling rate using frequency noise calibration
在腔光机系统中的光机相互作用的强度可以通过类似于腔量子电动力学的真空耦合率$\vcr$来量化。这个单一的品质因数消除了经常引用的耦合参数中的模糊性，该耦合参数定义了给定机械位移的频移和机械模式的有效质量。在这里，我们演示和验证一个简单的实验技术，以获得真空光机耦合率。它只需要应用已知的频率调制所采用的电磁探测场和知识的机械振荡器的占领。实验验证了该方法的微机械模式在环形回音壁谐振器和纳米机械振荡器耦合到环形腔通过其近场。
2010-09-21 quant-ph
A proposal for the implementation of quantum gates in an optomechanical system via phonon blockade
提出了一种在基于声子阻断的光机系统中实现量子控制非门和量子相位门的方案。对于适当的系统参数的选择，两个量子门操作的量子效率是非常接近于单位的情况下耗散。使用最近取得的实验值在机械谐振器耦合到微波腔，我们表明，量子门可以实现非常高保真的实验。
2020-01-08 quant-ph
Deterministic generation of bright multicolor entanglement from optomechanical systems
不同波长的纠缠连续变量高斯态在量子网络、量子信息处理和量子精密测量等基于连续变量的方法中起着重要的作用。通常，证明CV纠缠的实验利用光学参量下变频。由于光子对产生的概率性质，涉及光子量子比特的后选择的纠缠被限制为最多三种颜色。在这里，我们从理论上提出了一个方案，利用现有的实验技术，从光机系统中的明亮的量子相干高斯态之间的纠缠的确定性产生。在我们的方案中，一个光学频率梳被输入到一个光机械谐振腔中，然后放大的光机械耦合使它们之间产生多体纠缠。该方案克服了纠缠CV在频率转换过程中可用频率的限制。它可以扩展到产生多体纠缠之间的正交模式与一个单一的频率或微波和光学CV之间，甚至在微波频率梳。这种光机设备可以集成在一个芯片上。
2015-07-27 quant-ph
Single photon transmission in strong three-mode optomechanical circulatory system
在少光子区，我们从理论上提出了一个可行的方案，在一个由交叉克尔（CK）型光机械循环系统（OMCS）中实现强耦合光机械循环，其中两个玻色模之间存在线性耦合，同时其中一个玻色模被强相干驱动，其余的被弱驱动.通过调节适当的强相干激光参数，导出了强三模OMCS的朗之万方程。我们指出这种强的光机耦合源于强相干驱动的CK耦合模，从而在相干态位移表象中增强了光机耦合，呈现出非线性的加强。通过对动力学矩阵的全数值模拟，得到了一组最优参数，在此条件下，最小的强OMCS在两个光模之间表现出单光子完全非互易传输，在光机械模之间表现出单向传输。对于探测场，系统呈现出光机械诱导透明（OMIT）行为。所得结果可广泛应用于环行器、二极管和晶体管等量子器件。此外，我们还简要地分析了由双机械模和一个光学模组成的系统，并进一步将其推广到广义耦合的一维光机阵列和任意模式的光机环网络。在实验上，该系统已被证明是通过各种实验协议和配置，例如光机械晶体和集成量子超导电路实现的。
2018-11-27 quant-ph
Electrically coupled optomechanical cavities as a tool for quantum nondemolition measurement
本文提出两个电耦合光机械腔模型，发现库仑力耦合可产生交叉克尔相互作用，并论证其适合用于量子非破坏测量且实验上可行。
2023-09-18 quant-ph
Improving force sensitivity by amplitude measurement of light reflected from a detuned optomechanical cavity
机械振子所受微弱连续力的测量是各种物理实验中的基本问题。从根本上说，它受到了用于检测振荡器位移的计量器的量子反作用的阻碍。在干涉位移测量的背景下，我们在这里提出并证明了相干反作用抵消方案的工作原理。通过测量从失谐的光机械腔反射的光的振幅正交，在该光机械腔中产生刚性光学弹簧，可以在窄频带中消除反向作用。该方法为在不需要注入压缩光或稳定的零差读出的情况下提高受量子反作用限制的实验的灵敏度提供了一种简单的方法。
2021-05-21 gr-qc physics.ins-det quant-ph
Sensing Dispersive and Dissipative Forces by an Optomechanical Cavity
我们实验研究了一个光机械腔，形成之间的机械谐振器，这是作为一个可移动的反射镜，和一个固定的光纤介质镜。当光纤尖端和机械谐振器之间的距离小于约1微米时，观察到系统行为的显著变化。观察到的效果是由于卡西米尔力，库仑相互作用，由于陷阱电荷，和光机耦合的综合影响。实验结果与理论计算结果的比较表明，两者具有部分一致性.
2016-01-29 cond-mat.mes-hall 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
An optomechanical discrete variable quantum teleportation scheme
提出了一种利用光机器件实现离散变量量子隐形传态的实验方案。利用光子/声子纠缠产生和双光子干涉光学Bell态测量，将单光子的光子偏振叠加态隐形传态到两个微机械振子的声子叠加态.该协议的验证是通过机械设备和光之间的相干态转移来执行的。仿真结果表明，该方案的可行性，在毫开尔文温度下使用国家的最先进的千兆赫光机械设备。
2020-05-08 quant-ph
Conditional dynamics of optomechanical two-tone backaction-evading measurements
机械运动的反作用规避测量可以达到低于零点不确定度和量子压缩的精度，这使得它们成为量子精密测量和量子信息处理的资源。我们提供了超越标准绝热近似的双音反作用规避测量中光机系统条件状态的精确表达式，并进行了广泛的数值模拟以超越通常的旋转波近似。我们预测同时存在的条件机械压缩，腔内压缩，和光机纠缠。我们进一步对两个机械模和一个腔模的多模光机系统进行了类似的分析，发现了条件的机械Einstein-Podolski-Rosen纠缠和真正的三重光机纠缠。我们的分析是直接相关的国家的最先进的光学机械实验，已进入反作用为主的政权。
2020-07-03 quant-ph
Optimal estimation of time-dependent gravitational fields with quantum optomechanical systems
我们研究了在非线性状态下理想光机系统测量时变引力场的基本灵敏度。利用最近发展起来的方法来解决与时间相关的哈密顿量的非线性光学机械系统的动力学，我们计算的量子费舍尔信息的线性位移的机械元件，由于重力。我们证明，不仅可以通过注入腔场的压缩态进一步提高灵敏度，而且还可以通过调制光-物质耦合的光机系统。我们特别适用于我们的研究结果的引力场从小振荡质量的测量，在那里，我们表明，在原则上，引力场的振荡纳克质量可以检测到的实验参数的基础上，将可能在不久的将来访问。最后，我们确定的实验参数制度所需的引力波探测与量子光机械传感器。
2021-03-05 quant-ph
High-sensitivity optical monitoring of a micro-mechanical resonator with a quantum-limited optomechanical sensor
我们实验证明了高灵敏度的光学监测的微机械谐振器和它的冷却的主动控制。在谐振腔上镀上一层低损耗的反射镜，我们制作了一个基于极高精细度腔（30000）的光机传感器。我们测量了谐振腔的热噪声，其量子极限灵敏度为10^-19 m/rootHz，并通过冷阻尼技术将谐振腔冷却到5 K。我们的设置的应用范围从量子光学实验到宏观机械谐振器的量子基态的实验演示。
2006-05-19 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
Optimal Control of Hybrid Optomechanical Systems for Generating Non-Classical States of Mechanical Motion
腔光机系统是量子力学领域中控制机械运动的主要实验平台之一。我们认为，控制腔光机系统大大增加了耦合腔也是一个两级系统，从而创建一个混合光机系统。如果两级系统可以在很大程度上独立驱动的腔，我们表明，因此引入的非线性使我们能够引导扩展系统的非经典目标状态的机械振荡器与维格纳函数表现出显着的负区域。我们说明了如何使用最优控制技术超越线性政权驱动的混合动力系统从近基态到Fock目标状态的机械振荡器。我们基于我们的数值优化现实的实验参数，举例说明如何最优控制，使准备决定性的非经典目标状态，天真的控制方案失败。因此，我们的研究结果铺平了道路，应用工具箱的最优控制在混合光学机械系统产生非经典的机械状态。
2019-05-04 quant-ph
Nonlinear Limits to Optomechanical Thermometry
光机测温法是一种精确的、无需参考的测量绝对温度的方法。虽然需要泵浦高的光功率来克服噪声并减少积分时间，但实际上对有用的光功率存在上限，而不管所有其他非理想效应。边带不等效是量子光学力学和等效实验中高阶算符代数所得到的一种非线性效应，它导致边带的不对称频移和粒子数的额外差异。本章讨论了以前未被注意到的非线性效应所产生的边带不等效的光机和拉曼测温，这决定了一个上限，在可用的光功率的温度读出。
2019-08-20 quant-ph
Optimal state estimation for cavity optomechanical systems
我们证明了最佳状态估计腔光机系统通过卡尔曼滤波。考虑到非平凡的实验噪声源，如彩色激光噪声和寄生的机械模式，我们实现了一个现实的状态空间模型。这允许我们获得条件系统状态，即，以先前的测量为条件，具有最小的最小二乘估计误差。我们应用这种方法来估计的机械状态，以及光机的相关性在弱和强耦合制度。卡尔曼滤波器的应用是实现腔光学机械系统的实时最佳（经典和量子）控制的重要下一步。
2015-06-10 quant-ph
Selective entanglement in a two-mode optomechanical system
本文分析了由一个光机械腔的一个机械模和两个光模组成的光机械系统，以实现强量子关联的三模系统。我们表明，该系统的稳态显示三种可能的二分连续变量纠缠在实验上可访问的参数制度，这是对温度的鲁棒性。我们进一步表明，选择性纠缠之间的机械模式和任何两个光学模式也可以通过适当的选择系统参数。这种双模光机系统可用于实现连续变量量子信息接口和网络。
2014-04-27 quant-ph
Optical self-cooling of a membrane oscillator in a cavity optomechanical experiment at room temperature
Università di Firenze（佛罗伦萨大学）；Institute of Materials for Electronics and Magnetism, Nanoscience-Trento-FBK Division（电子与磁性材料研究所，纳米科学-特伦托-FBK分部）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Trento Institute for Fundamental Physics and Application（意大利国家核物理研究所（INFN），特伦托基础物理与应用研究所）；CNR-INO（意大利国家研究委员会-光学研究所）；INFN, Sezione di Firenze（意大利国家核物理研究所，佛罗伦萨分部）；Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）
本文在室温腔光力学实验中测试SiN膜振子的边带冷却极限，实现约100声子占据数的冷却效果，并指出激光经典噪声是进一步冷却的主要障碍。
2023-05-24 quant-ph
Multi-path photon-phonon converter in optomechanical system at single-quantum level
基于光子-声子非线性相互作用，提出了一种在复合二次耦合光机械系统中实现单量子水平可控多路光子-声子转换器的方案。考虑到该方案的实现，引入了一个相关的机械振子来增强有效的非线性效应。因此，即使在单光子耦合率远小于机械频率（$g\llω_m$）的当前实验条件下，单光子态也可以高保真度地转换为声子态。状态转移协议和他们的传输保真度进行了讨论，解析和数值。将光机械系统与低频谐振腔相结合，设计了一种多路光子-声子转换器，其参数可通过实验调节。这项工作为量子态转移和量子信息处理提供了一个潜在的平台。
2017-01-19 quant-ph
Optomechanically induced transparency in the presence of a strong Duffing nonlinearity
Beijing Computational Science Research Center（北京计算科学研究中心）；Department of Physics, Beijing Normal University（北京师范大学物理学院）；Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院理论物理研究所）；School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理科学学院）
该研究探讨杜芬非线性与光力相互作用对腔态密度的联合效应，推导增强极化激元非线性散射的共振条件，确定在光力诱导透明实验中观测杜芬非线性量子效应的典型强度与最优条件。
2026-08-21 quant-ph
Optomechanical steady state entanglement induced by electrical interaction
提出了一种利用两个机械振子通过长程库仑相互作用耦合的光机械系统的泄漏光产生远程连续稳态纠缠的方案。结果表明，失谐量和库仑相互作用的强度对输出光的纠缠度都有影响。我们还证明了两个可移动的反射镜和两束光可以在稳态下纠缠。我们提出了一个实验读出方案，以充分验证纠缠态的特性。
2014-02-26 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
Mirrors-light-atoms entanglement in ring optomechanical cavity
本文描述了一个原子光学机械系统的实现，其中原子系综被限制在由一个固定镜和两个可动镜组成的环形光学机械腔中。的动态和线性化的方程的分析允许导出多模协方差矩阵。在实际的实验条件下，利用对数负性数值模拟了两体和三体系统的稳态连续变量纠缠，并分析了多模系统中的共享纠缠.原子介质的引入可以获得更大的纠缠平台，并对温度退散效应具有更强的弹性。
2022-09-27 quant-ph
Optomechanical position detection enhanced by de-amplification using intracavity squeezing
已经预测和实验证明，通过将压缩光注入到光机械装置中，可以提高位置测量的精度。在这里，我们提出了一个根本不同的方法，其中的压缩是由非线性介质直接在腔内创建的。与直觉相反，信噪比的增强通过精确地解放大对机械运动敏感的正交而起作用，而不丢失量子信息。这种增强适用于具有弱光机耦合和/或强机械阻尼的系统。这可以允许基于光机械设备的量子限制检测器的更大的机械带宽。我们的方法可以直接扩展到量子非破坏（QND）量子比特检测。
2015-03-30 quant-ph
Coherent-feedback-induced photon blockade and optical bistability by an optomechanical controller
众所周知，光机械系统中的一些非线性现象，如强光子阻塞等，在现有的实验技术条件下很难观测到。在这里，我们提出了一种相干反馈控制策略，其中线性腔相干控制的光机械控制器的反馈方式。相干反馈回路将量子非线性从控制器传递到受控腔，增强了量子非线性效应，使得在线性腔和光机械腔中观察到强非线性效应成为可能。更有趣的是，我们发现在单光子弱耦合条件下的强光子阻塞现象可以在量子机制下观察到。此外，相干反馈环导致受控线性腔的双光子和多光子隧穿，这也是典型的量子非线性现象。我们希望我们的工作可以为工程非线性量子现象提供新的视角。
2014-07-11 quant-ph
Optomechanical quantum information processing with photons and phonons
我们描述了如何在多模光学机械系统中的强共振相互作用可以用来诱导单光子和声子之间的受控非线性耦合。结合光子和声子之间的线性映射方案，这些技术为各种经典和量子信息处理应用提供了通用的构建块。我们的方法特别适合于纳米光学机械设备，其中在单光子水平上的强光学机械相互作用在实验范围内。
2012-07-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum motion of a squeezed mechanical oscillator attained via a optomechanical experiment
实验研究了在嵌入光学腔中的参量调制薄膜谐振器中实现的机械压缩态。我们证明，即使在一个适度温暖的振子，通过分析的运动边带的压缩动力学的量子特性可以揭示和量化。我们提供了一个理论框架，定量解释的意见，并提出了一个扩展的比较与实验。一个值得注意的结果是，每个运动边带的光谱形状提供了一个明确的签名的量子力学压缩状态，而没有必要的绝对校准，特别是在该制度中，在压缩正交的剩余波动降低到零点水平以下。
2020-06-25 quant-ph
Engineering of nonclassical motional states in optomechanical systems
我们提出利用边带激发和光子封锁在光机系统中合成任意非经典运动态。我们首先证明了光机械系统的哈密顿量可以减少，在强单光子光机械耦合制度时，光子封锁发生，一个描述驱动的两个能级的囚禁离子和振动模式之间的相互作用，然后显示一种方法，通过使用一系列的经典脉冲产生目标状态所需的频率，相位和持续时间。我们进一步分析了由于小的非谐性引起的光子泄漏对期望运动态保真度的影响，并研究了环境诱导的退相干。此外，我们还讨论了实验的可行性，并提供操作参数，使用可能的实验数据。
2014-02-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Distributing fully optomechanical quantum correlations
我们提出了一个方案来制备两个力学系统的量子关联态的基础上倾倒的预可用的全光纠缠到两个微镜的状态属于远程和非相互作用的光机械腔。我们表明，在现实的实验条件下，该协议允许制备复合介观系统的真正量子态，其非经典特征远远超出了纠缠的发生。最后，我们讨论了一种方法来访问这样的机械相关性。
2011-06-28 quant-ph
Steady-state mechanical squeezing in a double-cavity optomechanical system
研究了机械谐振腔与其中一个耦合腔相互作用，另一个耦合腔作为辅助腔的双腔光机系统的物理特性。该模型可望在获得强光机耦合强度的同时克服光机腔衰减。通过辅助腔的相干干涉，可以在高分辨边带区产生机械谐振腔的稳态压缩。数值模拟和理论分析的机械位移求积的稳态方差的方案的有效性进行了评估。该方案为超越可分辨边带极限的机械压缩提供了一个平台，并解决了目前实验上的局限性。
2016-05-03 quant-ph
Coherent feedback in optomechanical systems in the sideband-unresolved regime
制备接近其运动量子基态的宏观机械谐振器并产生与光的纠缠，为研究基础物理和开发新一代量子应用提供了巨大的机会。在这里，我们提出了一个实验上有趣的计划，这是特别适合于系统的边带未解决的制度，基于相干反馈与线性，无源光学元件，以实现基态冷却和光子-声子纠缠产生与光机械设备。我们发现，通过引入一个额外的无源元件-无论是一个窄线宽腔或一个反射镜与延迟线-一个光学机械系统在深边带未解决的制度将表现出类似的动态边带解决。有了这种新的方法，基态冷却和光机械纠缠的实验实现是目前集成的最先进的高Q机械谐振器。
2022-10-26 physics.optics quant-ph
Optomechanically Induced Transparency in the Nonlinear Quantum Regime
光学机械系统已经在理论上和实验上显示出类似于原子电磁感应透明，具有由第二激光束控制的尖锐透射特征。在这里，我们调查这些影响的制度中，基本的非线性性质的光机相互作用变得重要。我们表明，脉冲晶体管开关的传输仍然工作，即使在这种制度。我们还表明，在第二个机械边带的光机械诱导的透明度可能是一个敏感的工具，看到的光机械相互作用的非线性量子性质的第一个迹象，即使单光子耦合强度显着小于腔线宽。
2013-09-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Thermal-noise-resistant optomechanical entanglement via general dark-mode control
量子纠缠不仅在量子理论的基础研究中起着重要的作用，而且被认为是量子信息科学中的重要资源。在腔光学力学中，产生包含多个光学和力学模式的宏观纠缠是一个非常重要的任务。然而，在由多个简并或近简并的机械模耦合到一个共腔模的多模光机械系统中，暗模效应是产生量子纠缠的关键障碍。本文提出了一种利用双腔模的方法，通过打破暗模效应来增强多模光机系统中的光机纠缠。我们发现辅助腔模的引入不仅有助于腔模和机械模之间纠缠的产生，而且使光机纠缠对热激发的免疫力提高了约三个数量级.我们还研究了由两个机械模和两个腔模组成的网络耦合光机系统中的光机纠缠。通过分析光机纠缠与暗模效应之间的对应关系，我们发现暗模一旦被打破，光机纠缠将得到极大的增强。此外，我们还研究了机械纠缠，发现它是可以忽略不计的小。我们还提出了一些讨论的实验实施与微波光机装置，暗模式之间的关系，打破机制和质心和相对坐标，并解释的重要作用的暗模式打破在增强的光机纠缠。我们的研究结果为制备纠缠光机械网络和抗噪声量子资源铺平了道路。
2022-12-04 quant-ph
Exploring quantum correlations in a hybrid optomechanical system
在光机械腔的量子模拟和实验中，相干控制是一个具有挑战性的问题。我们提出了一个两个耦合光机械腔的方案来增强腔内纠缠。光子跳跃被用来建立光学模式之间的耦合，而声子隧穿被用来建立机械谐振器之间的耦合。两个腔都是由经典光驱动的。我们使用两种类型的量子测量：对数负性和量子操纵，探索每个腔内部产生的量子关联的耦合强度的影响。这种分析将揭示这些量子度量的意义以及它们在多普勒机制中的各个方面。我们还研究了耦合强度的基础上的稳定性条件。因此，可以量化腔内纠缠的程度。通过选择合适的光子和声子跳跃强度，可以增强所产生的纠缠。在计算中使用了一组基于当前可用的实验数据的参数。
2022-09-02 quant-ph
Optimized optomechanical crystal cavity with acoustic radiation shield
我们提出了一个光机械晶体纳米梁腔的设计，结合有限元模拟与数值优化，并考虑了移动介质边界和光弹效应所产生的光机械耦合。应用这种方法得到的纳米梁实验实现的固有光学Q因子为1.2x10^6，机械频率为5.1GHz，机械Q因子为6.8x10^5（T=10K），零点运动光机耦合率为g=1.1MHz。
2012-06-11 physics.optics quant-ph
Optomechanical interface for probing matter-wave coherence
我们结合物质波干涉术和腔光学力学，提出了一种基于量子力学运动的相干物质-光界面。我们展示了一种机制，能够转移非经典功能的状态上的物质波系统的光机设备，将它们转换成独特的干涉条纹。这为推断粒子束中的量子相干性提供了可靠的工具。此外，我们还讨论了我们的系统如何允许有趣的观点，铺平了道路，建设一个设备的编码量子信息的物质波系统。我们的提案突出了这两个实验平台协同开发的以前无法预见的可能性，明确基于现有技术，可用于当前尖端实验并广泛使用。
2013-12-10 quant-ph
Nonlinear interaction effects in a strongly driven optomechanical cavity
我们考虑如何非线性相互作用的影响，可以体现自己，甚至在一个强驱动的光机系统得到增强。使用Keldysh格林函数的方法，我们计算修改的腔密度的状态，由于线性和非线性光机械相互作用，显示出强大的修改，甚至可以出现弱的非线性相互作用。我们展示了如何这个量可以直接探测在optomechanically-induced透明型实验。我们还展示了如何增强的相互作用可以导致非经典行为，证明了g_2关联函数的行为。
2013-04-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Entangled state engineering of vibrational modes in a multi-membrane optomechanical system
我们提出了一种方法来产生纠缠态的振动模式的N个膜耦合到腔模式通过辐射压力。使用边带激发，我们表明，任意纠缠态的振动模式的不同的膜可以产生在原则上通过顺序施加一系列的经典脉冲所需的频率，相位和持续时间。作为例子，我们给出了几种典型的纠缠态，如Bell态、NOON态、GHZ态和W态的合成方法。简要讨论了环境效应、信息泄漏和实验可行性。我们的建议也可以适用于其他实验装置的光机系统，其中许多机械谐振器耦合到一个共同的单模腔场通过辐射压力。
2013-03-01 quant-ph
Cavity nano-optomechanics in the ultrastrong coupling regime with ultrasensitive force sensors
在正则光机系统中，机械振动被动态编码在光学探测场上，该光学探测场不可逆地施加反作用力。由于宏观振荡器实现的弱单光子耦合强度，大多数现有的实验都是用大光子数进行的，以实现相当大的效果，从而导致原始光机械非线性的稀释。在这里，我们研究的光机械相互作用的超灵敏悬浮纳米线插入在基于光纤的微腔模式。这种实现方式允许进入到迄今为止尚未探索的超强光机械耦合制度，其中一个单一的腔内光子可以取代振荡器超过其零点波动。为了充分表征我们的系统，我们实现了基于MEMS的扫描探针测量，以映射矢量光机械耦合强度，但也揭示了纳米线所经历的腔内光机械力场。这项工作确立了单光子腔光学力学制度是在实验范围内。
2019-04-01 quant-ph
Optomechanical Cooling without Residual Heating
Ulm University（乌尔姆大学）；German Aerospace Center (DLR)（德国航空航天中心（DLR））
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
Weak measurement combined with quantum delayed-choice experiment and implementation in optomechanical system
弱测量[1，19]与使用量子分束器而不是分束器的量子延迟选择实验相结合，产生了令人惊讶的放大效应，即，反直觉的负放大效应。我们指出这种效应是由于系统的波和粒子行为引起的，由于系统和量子分束器中的辅助系统的纠缠，不能用半经典波动理论解释。利用量子力学中关于波粒二象性的放大机制，我们提出了一种在光机系统中实现弱测量的方案。
2015-09-02 cond-mat.quant-gas cs.IT math.IT
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
Storing light as a mechanical excitation in a silica optomechanical resonator
我们报道了在石英谐振腔中进行光机械光存储的实验演示。我们使用的写入和读出激光脉冲调谐到一个机械频率以下的光学腔谐振控制之间的耦合的机械位移和腔谐振的光场。写入脉冲将腔谐振处的信号脉冲映射到机械激励。读出脉冲随后将机械激发转换回光脉冲。光存储寿命由机械激励的相对长的阻尼时间决定。
2011-06-22 quant-ph
Optomechanical cooling with coherent and squeezed light: the thermodynamic cost of opening the heat valve
通过耦合到被驱动的光学腔的机械运动的基态冷却已经在各种光学机械系统中被证明。在我们的工作中，我们提供了一个迄今为止缺少热力学性能分析的光机械边带冷却的热阀。作为性能量化指标，我们不仅研究了最低可达的有效温度（声子数），但也抽空热流作为一个等价的标准冰箱的冷却功率，以及适当的热力学效率，这一切都可以从实验推断腔输出光场的测量。重要的是，除了由相干光馈送的标准光机械设置之外，我们还研究了最近用于实现基态冷却的两种替代设置：用压缩光取代相干激光驱动器或使用具有频率相关（Fano）镜的腔。我们研究了这些设置的动态范围内和超出弱耦合限制，并给出了具体的例子，根据现有的实验系统的参数。通过应用我们的热力学框架，我们可以详细了解这三种不同的光机械冷却设置，从而全面了解正在发挥作用的热力学机制。
2021-05-18 quant-ph
Optomechanical transducers for quantum information processing
我们讨论了光量子网络的实现，其中静态量子比特和光子量子比特之间的接口是由光机械换能器实现的[K。Stannigel等人，PRL 105，220501（2010）]。这种方法不依赖于量子比特的光学性质，从而使光量子通信应用于广泛的固态自旋和电荷为基础的系统。我们提出了一个有效的描述这样的网络为许多量子比特，并给出了推导的状态传输协议的长距离量子通信。我们还描述了如何调解本地芯片上的相互作用的光机械换能器，可用于纠缠门的装置。最后，我们讨论了实验系统实现我们的建议。
2012-01-02 quant-ph
Coherent coupling completes an unambiguous optomechanical classification framework
在大多数光学机械系统中，可移动反射镜是光学腔的一部分，并且其振荡调制腔的谐振频率或其与环境的耦合。存在第三种选择-我们称之为“相干耦合”-当机械振荡耦合几个非简并光模支持的腔。识别耦合的性质可能是为特定应用设计设置的重要步骤。为了明确区分不同的光机耦合，我们开发了一个通用框架的基础上的系统的哈密顿量。利用这个框架，我们给出了不同的耦合的例子，并详细讨论了一个特定的情况下，一个纯相干耦合的环形腔中的一个可移动的反射镜内。我们证明，在某些情况下，相干耦合可以是有益的冷却的机械振荡器的运动。我们的一般框架允许方法的设计光机实验的方法论的方式，精确利用特定的光机耦合的优势。
2019-08-09 quant-ph
Microwave--Optical entanglement in a Strongly Coupled Electro-Optomechanical System
在微波-光纠缠的条件下，可以通过量子隐形传态实现微波-光之间的量子转换，即基于纠缠的量子转换。为了实现该协议，需要一个在两个频率之间具有高保真度的纠缠源。本文研究了强耦合条件下基于一般腔电光机械系统的微波与光纠缠的产生。在微波和光输出谱中显示了分裂，并且量化了两个模式之间的频率纠缠。我们证明了纠缠可以直接编码在频点自由度中，并提出了一个可行的实验来验证纠缠光子对。系统地分析了实验实现，并确定了较好的参数制度的纠缠验证。给出了一个不等式作为纠缠验证的判据，并分析了实际中的缺陷。
2020-01-16 quant-ph
Optomechanically induced transparency, absorption, and conversion between slow and fast light in a generalized cross-Kerr optomechanical circuit
本文提出一种由两个单库珀对晶体管与微波LC谐振器及两个微机械谐振器构成的混合光机械电路，通过交叉克尔等非线性耦合实现可调光机械诱导透明与吸收，并实现慢光与快光之间的可调切换。
2025-08-21 quant-ph
Optomechanical disk resonator in the quantum ground state of motion
Université Paris Cité, CNRS, Matériaux et Phénomènes Quantiques（巴黎西岱大学，法国国家科学研究中心，物质与量子现象研究所）；Université Paris-Saclay, CNRS, Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies（巴黎萨克雷大学，法国国家科学研究中心，纳米科学与工程中心）
本文首次实验实现了制备至量子基态的光机械圆盘谐振器，通过布里渊边带光谱测得其机械模式声子占据数为0.66±0.20，并探究了相关激光诱导加热机制。
2025-11-19 quant-ph
Spectral Analysis of Quantum Field Fluctuations in a Strongly Coupled Optomechanical System
本文通过强耦合悬浮光机械实验，证明振荡器作为宽带量子频谱分析仪，利用位移谱不对称性探测腔场量子涨落，并发现量子反作用在窄谱区因相消干涉被抑制。
2023-05-15 quant-ph
