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2013年

利用动力学塞曼效应快速冷却纳米机械振子

来源:武汉光电国家研究中心     作者:    发布时间:2013年12月02日    浏览:

  纳米机械振子既可展现宏观物理的经典性质,也可展现微观物理的量子性质,因此对纳米机械振子的相关研究不仅具有非常重要的物理意义,同时也有广泛的应用前景。但是,纳米机械振子的量子性质常常被环境中的热噪声所淹没,所以有效、快捷地冷却纳米机械振子是目前的研究热点之一。

  近期,美国光学学会期刊Optics Express [21, 29695-29710 (2013) ]刊登了来自中国科学院武汉物理与数学研究所/武汉光电国家实验室的张建奇,邹金花,陈亮和冯芒联合国防科技大学的张硕以及北京计算研究中心的杨文和李勇等研究人员关于“ 利用动力学塞曼效应快速冷却纳米机械振子”的理论方案。在该方案中,金刚石氮空位色心被集成在悬臂纳米机械振子的振动端。在外加梯度磁场的作用下,借助于动力学塞曼效应,可以将金刚石色心的内态和悬臂振子的振动直接耦合起来。相比以前的一些冷却方案,该工作通过巧妙地施加满足双光子共振条件的外加光场,利用量子干涉效应分别抑制和加强了系统中的加热效应和冷却效应,从而实现纳米机械振子的更快速的冷却。
   
  该研究工作得到了国家重大科学研究计划(2013CB921803, 2012CB922102, 2012CB922104, and 2009CB929604), 国家自然科学基金(10974225, 60978009, 11174027,11174370, 11274036, 11304366, 11304174, 11322542和61205108)和中国博士后科学基金(2013M531771)的资助。

图 (a) 方案示意图:金刚石氮空位色心(NV)被集成在悬臂纳米机械振子(MR)的振动端,在外加梯度磁场(MFG)的作用下,巧妙地施加光场Ω+和Ω-,可以实现纳米机械振子的更快速的冷却。(b) 光场作用下的金刚石氮空位色心(NV)的内部能级结构。

(责任编辑:陈智敏)