近日，中科院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所波譜與原子分子物理國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室表面單分子化學(xué)物理研究小組，在激光控制微懸臂梁運(yùn)動(dòng)研究方面取得了新的進(jìn)展。

　　該研究解決了激光冷卻微懸臂梁高階振動(dòng)模態(tài)對(duì)冷卻極限的限制，為利用高靈敏度懸臂梁進(jìn)行精密測(cè)量提供了新的光力學(xué)控制方法。相關(guān)工作發(fā)表在Applied Physics Letters（99, 173501，2011)和Optics Letters（37,584，2012）上。

　　微懸臂梁高階振動(dòng)模態(tài)對(duì)光力耦合的影響一直是微懸臂梁的激光冷卻及其精密測(cè)量研究中的重要科學(xué)與技術(shù)問(wèn)題。該研究小組在磁共振力顯微鏡研制過(guò)程中，為了降低測(cè)量熱噪聲，開(kāi)展了微懸臂梁光力冷卻與振動(dòng)模態(tài)控制的研究。實(shí)驗(yàn)研究揭示了懸臂梁不同振動(dòng)模態(tài)的光熱耦合方向與懸臂梁上激光點(diǎn)位置的依賴關(guān)系；結(jié)合理論研究發(fā)現(xiàn)，在懸臂梁長(zhǎng)度方向存在平行和反平行兩類光力耦合區(qū)，并提出了利用反平行光力耦合實(shí)現(xiàn)懸臂梁高階模態(tài)的選擇性自激勵(lì)。

　　這為基于懸臂梁的精密測(cè)量研究提供了一種高信噪比的控制方法，同時(shí)，研究指出在平行耦合區(qū)的操作可以實(shí)現(xiàn)懸臂梁多個(gè)模態(tài)的同時(shí)冷卻，解決了懸臂梁高階振動(dòng)模態(tài)對(duì)光熱冷卻極限的限制問(wèn)題，為光耦合體系量子態(tài)的操控研究奠定了基礎(chǔ)。

　　該研究的相關(guān)工作已申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利2件，授權(quán)發(fā)明專利1件。該工作得到了科技部“國(guó)家重大科學(xué)研究計(jì)劃”和中科院“重大儀器裝備研制項(xiàng)目”的支持。

圖（a）實(shí)驗(yàn)原理圖；（b）激光冷卻懸臂梁的振動(dòng)噪聲譜。