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チップ上の超低散逸オプトメカニカル共振器

Nature Photonics 2, 10 doi: 10.1038/nphoton.2008.199

<p>キャビティ増強放射圧による光学的自由度と機械的自由度の結合によって、さまざまな光機械的現象が起こり、特に、メゾスコピックな機械的振動子を量子領域へと導く手段が得られる。キャビティ・オプトメカニクスにおける主要な課題は、光学的フィネスと機械的品質を同時に最大化するシステムを実現することであった。今回我々は、同一のオンチップ共振器の機械的自由度と光学的自由度を独立して制御できることを初めて実証した。マイクロメカニカル・システムにおいて機械的ノーマルモード結合が初めて直接観測されたことにより、機械的散逸の定量的な解明が可能になる。続いて行った共振器形状の最適化によって、固有の材料損失に制限される機械的<I>Q</I>値が得られた。これは高メガヘルツ周波数帯域で報告された最高値に匹敵するが、この共振器は同時に非常に高い光学的フィネスも維持している。我々の結果から、マイクロ共振器ベースのオプトメカニカル・システムにおける機械的散逸の完全な解明が可能になるとともに、キャビティ・オプトメカニクスの有望なバックグラウンドが得られる。</p>
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