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• optical resonator
• optomechanics

L’ambito dell’opto-meccanica riguarda l’interazione della radiazione elettromagnetica con il moto di sistemi meccanici. Sebbene tipicamente tali effetti opto-meccanici divengano evidenti in sistemi di dimensioni micrometriche e nanometriche, sono stati recentemente osservati anche negli interferometri per onde gravitazionali. Lo studio dei sistemi opto-meccanici risulta di interesse sia per la possibilità di rilevare a manipolare il moto meccanico in regime quantistico, creando stati non classici di modi meccanici ed elettromagnetici, sia per la possibilità di rilevare otticamente piccoli spostamenti, forze ed accelerazioni.
Il sistema studiato è una cavità risonante Fabry-Perot in cui uno dei due specchi è costituito da una membrana multistrato dello spessore di poche decine di nanometri in cui uno degli strati è in argento che mostra un assorbimento non trascurabile alla lunghezza d’onda utilizzata. L’accoppiamento tra i modi meccanici della membrana ed il campo elettromagnetico interno alla cavità è mediato sia dalla forza di pressione di radiazione che dalla forza foto-termica legata all’assorbimento della membrana.
I materiali dei vari strati della membrana e le loro dimensioni influenzano fortemente le caratteristiche ottiche della cavità e quindi l’entità degli effetti opto-meccanici. Sono simulate numericamente le caratteritiche ottiche della cavità con diverse configurazioni per gli strati della membrana, e sono selezionate tre configurazioni in cui a parità di strato assorbente, ed assorbimento totale si prevedono diverse entità dei fenomeni opto-meccanici.
Le tre membrane sono testate sperimentalmente e per ognuna sono mostrati gli effetti opto-meccanici, e rilevati i parametri necessari al confronto con le simulazioni effettuate.