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Optical readout and control of a levitated dielectric sphere inside a high-finesse cavity
Uros Delic
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Betreuer*in
Markus Aspelmeyer
DOI
10.25365/thesis.29176
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29829.65897.227754-5
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Optisch levitierte dielektrische Teilchen sind ein vielversprechender Ansatz auf dem Gebiet der Cavity Optomechanik, da sie unerreicht niedrige mechanische Verluste versprechen. Dies führt direkt zu einem hohen Qualitätsfaktor und einer hohen empfindlichkeit für Kraftmessungen. Durch die Entkopplung von der thermischen Umgebung sollen quantenoptomechanische Experimente auch bei Raumtemperatur möglich werden. Wir präsentieren in dieser Arbeit eine komplette theoretische Untersuchung eines Teilchens, welches durch zwei Lichtfelder verschiedener Intensität innerhalb einer optischen Cavity gefangen und kontrolliert wird. Wir berechnen Gleichungen welche die harmonischen Oszillationen dieses Teilchens in der optischen Falle und die Kopplung seiner Bewegung an das Lichtfeld beschreiben. Wir konzentrieren uns hierbei besonders auf die Messung der Bewegung des Teilchens in einem realistischen experimentellen Aufbau und demonstrieren Verfahren zur Auswertung der gemessenen Signale. Wir benutzen entsprechende experimentelle Daten, um die theoretischen Vorhersagen zu überprüfen.
Abstract
(Englisch)
Optically levitated dielectric spheres are of special interest in the field of cavity optomechanics, as they promise unprecedented low mechanical loss. This leads to a high quality factor, which could provide large force sensitivity. Due to the decoupling from thermal environment, experiments in room-temperature quantum optomechanics could also be performed. We present a full theoretical study of the system of a sphere trapped and controlled by two light fields of different powers inside an optical cavity. We derive expressions which describe the harmonic oscillations of the particle in the trap and the coupling of this motion to the light fields. We particularly focus on the detection of the sphere's motion in an actual experiment setup and present the process of data evaluation of the detection.
We obtain a set of measurements from a real life experiment, which we use to put some theoretical dependencies to a test.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Levitated dielectric spheres Cavity optomechanics coupling
Schlagwörter
(Deutsch)
levitierte dielektrische Teilchen Cavity Optomechanik Kopplung
Autor*innen
Uros Delic
Haupttitel (Englisch)
Optical readout and control of a levitated dielectric sphere inside a high-finesse cavity
Publikationsjahr
2013
Umfangsangabe
VIII, 66 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Markus Aspelmeyer
Klassifikationen
33 Physik > 33.23 Quantenphysik ,
33 Physik > 33.38 Quantenoptik, nichtlineare Optik
AC Nummer
AC11456748
Utheses ID
26028
Studienkennzahl
UA | 066 | 876 | |