Ograniczenia w pomiarach interferometrycznych
Interferometria jest szeroko stosowana do pomiaru małych przemieszczeń z bardzo dużymi wartościami czułości. Jednakże nawet jeśli z procesu pomiaru zostaną wyeliminowane wszystkie typowe źródła błędów , szum kwantowy ogranicza czułość interferometru fal grawitacyjnych lub interferometru stołowego. Dla dalszych badań tego zjawiska, w ramach finansowego ze środków UE projektu "Quantum optics with optomechanical systems" (QOOMS) opracowano rezonator optomechaniczny, w którym kwantowy szum ciśnienia promieniowania (QRPN) przeważał nad szumem termicznym. Wysoce refleksyjne powierzchnie lustrzane rezonatora pozwoliły na wysoką finezję optyczną i zwiększyły wahania intensywności wewnątrzwnękowej, które dają początek QRPN. Naukowcy zastosowali instalację, w której utworzono korelacje między dwoma strumieniami światła i przesłano je do finezyjnej, optycznej wnęki Fabry'ego-Perota. Monitorowanie korelacji między intensywnością pierwszego strumienia a fazą wiązki sondującej umożliwiło im wykazanie efektów QRPN. Ponieważ w pomiarach było widoczne zanieczyszczenie, naukowcy operowali wnęką w kriostacie, co pozwoliło im na redukuję szumu termicznego o dwa rzędy wielkości. W ramach projektu QOOMS stworzono też kwarcowy rezonator mikromechaniczny, który zintegrowano z pozostałą instalacją. Opracowano różne techniki powlekania wysokorefleksyjnego lustra na wierzchu rezonatora. Wysoka finezja optyczna zapewniona przez te niskostratne powłoki radykalnie zwiększyła czułość przemieszczenia i efekty QRPN. Prace prowadzone w ramach projektu znacząco poszerzyły wiedzę o szumie kwantowym w pomiarach interferometrycznych.
Słowa kluczowe
Ciśnienie promieniowania, laser, interakcja z materią, interferometria, szum kwantowy, fala grawitacyjna, optyka kwantowa, rezonator optomechaniczny, kwantowy szum ciśnienia promieniowania, szum termiczny, finezja optyczna, wnęka Fabry'ego-Perota, czułość
