Enhancing the resonance stability of a high-Q micro/nanoresonator by an optical means
Notice bibliographique
Résumé
High-quality optical resonators underlie many important applications ranging from optical frequency metrology, precision measurement, nonlinear/quantum photonics, to diverse sensing such as detecting single biomolecule, electromagnetic field, mechanical acceleration/rotation, among many others. All these applications rely essentially on the stability of optical resonances, which, however, is ultimately limited by the fundamental thermal fluctuations of the devices. The resulting thermo-refractive and thermo-elastic noises have been widely accepted for nearly two decades as the fundamental thermodynamic limit of an optical resonator, limiting its resonance uncertainty to a magnitude 10-12 at room temperature. Here we report a novel approach that is able to significantly improve the resonance stability of an optical resonator. We show that, in contrast to the common belief, the fundamental temperature fluctuations of a high-Q micro/nanoresonator can be suppressed remarkably by pure optical means without cooling the device temperature, which we term as temperature squeezing. An optical wave with only a fairly moderate power launched into the device is able to produce strong photothermal backaction that dramatically suppresses the spectral intensity of temperature fluctuations by five orders of magnitudes and squeezes the overall level (root-mean-square value) of temperature fluctuations by two orders of magnitude. The proposed approach is universally applicable to various micro/nanoresonator platforms and the optimal temperature squeezing can be achieved with an optical Q around 106-107 that is readily available in various current devices. The proposed photothermal temperature squeezing is expected to have profound impact on broad applications of high-Q cavities in sensing, metrology, and integrated nonlinear/quantum photonics.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».