Letter 物理：マイクロミラーの放射圧冷却と光機械的不安定性 2006年11月2日 Nature 444, 7115 doi: 10.1038/nature05244 最近行われた卓上型の光干渉法実験や重力波検出器の進歩によって、光干渉法により変位を高感度で検出できることが実証された。さらに感度を上げるには、もっと高パワーでの動作が極めて重要になるが、その場合、干渉計ミラーへの放射圧による力学的影響を考慮する必要があり、さらに光機械的不安定性が出現すれば、次世代干渉計の安定な動作が保証されなくなる恐れがある。このような不安定性は、ミラーの運動と光場が非線形に結合する結果として生じ、ミラーの有効ダイナミクスが変調されてしまう。このような「光ばね」効果は、可動壁をもつ電磁導波路の機械減衰や特殊な構造をしたたわみ振動子の共振周波数、およびシリカからできたトロイダル形のマイクロ共振器での光機械的不安定性に対して、既に実証されている。本論文では、マイクロメカニカル共振器を極めて高フィネスの光共振器のミラーとして使い、その変位を従来なかった高い感度で観察した実験を示す。レーザー周波数を共振器の共振周波数から離調すると、このマイクロ共振器が内部の放射圧によって有効温度10ケルビンまで急激に冷却されるのが観察された。反対側に離調すると、効率的な加熱と、放射圧が原因となって生じる共振器の不安定性が観察された。さらに実験技術が進展し、極低温での動作が可能になれば、パッシブ冷却、あるいはアクティブ冷却のいずれかの技術によって、マイクロメカニカル共振器の量子基底状態を実験的に観察できると考えられる。 Full Text PDF 目次へ戻る
