Squeezing a thermal mechanical oscillator by stabilized parametric effect on the optical spring.
We report the confinement of an optomechanical micro-oscillator in a squeezed thermal state, obtained by parametric modulation of the optical spring. We propose and implement an experimental scheme based on parametric feedback control of the oscillator, which stabilizes the amplified quadrature while leaving the orthogonal one unaffected. This technique allows us to surpass the -3  dB limit in the noise reduction, associated with parametric resonance, with a best experimental result of -7.4  dB. While the present experiment is in the classical regime, in a moderately cooled system our technique may allow squeezing of a macroscopic mechanical oscillator below the zero-point motion.
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Gruppo Collegato di Trento, I-38123 Povo, Trento, Italy and Dipartimento di Fisica, Università di Trento, I-38123 Povo, Trento, Italy.
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Pontin
Institute of Materials for Electronics and Magnetism, Nanoscience-Trento-FBK Division, 38123 Povo, Trento, Italy and INFN, Gruppo Collegato di Trento, Sezione di Padova, 38123 Povo, Trento, Italy.
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Bonaldi
Institute of Materials for Electronics and Magnetism, Nanoscience-Trento-FBK Division, 38123 Povo, Trento, Italy and INFN, Gruppo Collegato di Trento, Sezione di Padova, 38123 Povo, Trento, Italy.
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Borrielli
Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Firenze, Via Sansone 1, I-50019 Sesto Fiorentino (FI), Italy and European Laboratory for Non-Linear Spectroscopy (LENS), Via Carrara 1, I-50019 Sesto Fiorentino (FI), Italy and INFN, Sezione di Firenze.
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Cataliotti
INFN, Sezione di Firenze and CNR-INO, L.go Enrico Fermi 6, I-50125 Firenze, Italy.
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Marino
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Gruppo Collegato di Trento, I-38123 Povo, Trento, Italy and Dipartimento di Fisica, Università di Trento, I-38123 Povo, Trento, Italy.
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Prodi
Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Gruppo Collegato di Trento, I-38123 Povo, Trento, Italy and Department of Microelectronics and Computer Engineering/ECTM/DIMES, Delft University of Technology, Feldmanweg 17, 2628 CT Delft, The Netherlands.
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Serra
Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Firenze, Via Sansone 1, I-50019 Sesto Fiorentino (FI), Italy and European Laboratory for Non-Linear Spectroscopy (LENS), Via Carrara 1, I-50019 Sesto Fiorentino (FI), Italy and INFN, Sezione di Firenze.
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Marin