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Ultrabroadband and sensitive cavity optomechanical magnetometry

Photonics Research 2020年第7期8卷 1064-1071页

作者： Bei-Bei Li George Brawley Hamish Greenall stefan forstner Eoin Sheridan Halina Rubinsztein-Dunlop Warwick P.Bowen Institute of Physics Chinese Academy of SciencesBeijing 100190China School of Mathematics and Physics The University of QueenslandSt LuciaQLD 4072Australia

Magnetostrictive optomechanical cavities provide a new optical readout approach to room-temperature *** we report ultrasensitive and ultrahigh bandwidth cavity optomechanical magnetometers constructed by embedding a grain of the magnetostrictive material Terfenol-D within a high quality(Q)optical microcavity on a silicon *** engineering their physical structure,we achieve a peak sensitivity of26 p T∕Hz1/2 p comparable to the best cryogenic microscale magnetometers,along with a 3 d B bandwidth as high as 11.3 *** classes of magnetic response are observed,which we postulate arise from the crystallinity of the *** allows single crystalline and polycrystalline grains to be distinguished at the level of a single *** results may enable applications such as lab-on-chip nuclear magnetic spectroscopy and magnetic navigation.

关键词： cavity magnetometer magneto

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Sensitivity and Performance of Cavity Optomechanical Field Sensors

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Photonic Sensors 2012年第3期2卷 259-270页

作者： stefan forstner Joachim KNITTEL Eoin SHERIDAN Jon D. SWAIM Halina RUBINSZTEIN-DUNLOP Warwick P. BOWEN School of Mathematics and Physics University of Queensland St Lucia Queensland 4072 Australia

This article describes in detail a technique for model!ng cavity optomechanical field sensors. A magnetic or electric field induces a spatially varying stress across the sensor, which then induces a force on mechanical eigenmodes of the system. The force on each oscillator can then be determined from an overlap integral between magnetostrictive stress and the corresponding eigenmode, with the optomechanical coupling strength determining the ultimate resolution with which this force can be detected. Furthermore, an optomechanical magnetic field sensor is compared to other magnetic field sensors in terms of sensitivity and potential for miniaturization. It is shown that an optomechanical sensor can potentially outperform state-of-the-art magnetometers of similar size, in particular other sensors based on a magnetostrictive mechanism.

关键词： Cavity optomechanics magnetic field sensors magnetostriction integrated microcavity

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