将纳米粒子反馈稳定在光学双阱势的强度最小值处

在该工作中,研究人员开发并分析了一种自适应反馈控制策略,旨在将纳米颗粒稳定限制在光学双阱势的不稳定强度最小值处。这项针对非线性光学势中噪声驱动机械颗粒的随机最优控制研究,必须考虑测量非线性和光学装置慢漂移等不可避免的实验缺陷。为此,该团队在不稳定平衡点附近简化模型,采用间接自适应控制技术动态追踪势场变化,最终构建出可在低成本FPGA上高效实现的线性二次高斯(LQG)控制器,兼具操作便捷性与结果可重复性。实验表明,该策略能准确追踪强度最小值,显著降低纳米颗粒的剩余状态方差,有效冷却其质心温度。与传统光学镊子依赖光场强度最大值处的束缚力不同,强度最小值处的囚禁能有效缓解吸收加热效应——这对量子前沿实验至关重要。由于LQG控制可自然拓展至量子领域,该研究成果为突破现行吸收加热限制的量子态制备(如物质波干涉、量子-引力界面测试等)提供了新的实验路径。

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