An all-optical trap for a gram-scale mirror

We report on a stable optical trap suitable for a macroscopic mirror, wherein the dynamics of the mirror are fully dominated by radiation pressure. The technique employs two frequency-offset laser fields to simultaneously create a stiff optical restoring force and a viscous optical damping force. We show how these forces may be used to optically trap a free mass without introducing thermal noise; and we demonstrate the technique experimentally with a 1 gram mirror. The observed optical spring has an inferred Young's modulus of 1.2 TPa, 20% stiffer than diamond. The trap is intrinsically cold and reaches an effective temperature of 0.8 K, limited by technical noise in our apparatus.Comment: Major revision. Replacement is version that appears in Phy. Rev. Lett. 98, 150802 (2007

Qualitätsvergleich von Regenbogenforellen aus konventioneller und ökologisch zertifizierter Aufzucht als Voraussetzung für eine Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit von Bioforellen

Die Studie umfasste die Untersuchung der Aufzuchtsbedingungen sowie Futterversuche und vergleichende Untersuchungen zur Produktqualität. Es wurden 2 ökologisch zertifizierte und 3 konventionelle Forellenzuchtbetriebe verglichen. Tagesgänge verschiedener wasserchemischer Parameter an Zu- und Ablauf der Teiche umfassten die Bestimmung von Temperatur, Sauerstoff, pH-Wert, Ammonium-, Nitrit-, Gesamt- und ortho-Phosphatgehalt sowie CSB- und Feststoffgehalt. In zwei Futterversuchen wurden Ökofutter für Forellen mit konventionellen Futtern hinsichtlich Wachstum, Futterverwertung und Proteinausnutzung verglichen. Die zwei untersuchten ökologischen Futtermittel zeigten im Vergleich ein schlechteres Protein-/Energieverhältnis, das sich in niedrigeren Rohfettgehalten ausdrückte. Zusätzlich wurden futterbedingte Stickstoffexkretionsmuster von Forellen im Tagesgang untersucht. Im Ergebnis zeigte sich, dass die Ökofutter im Vergleich zu den konventionellen Futtern zu einer stärkeren Umweltbelastung und einem geringerem Wachstum bei schlechterer Futterverwertung führten. Die Qualitätsuntersuchungen der Forellen beinhalteten die Erfassung der biologischen Para-meter, die mikrobiologische und sensorische Beurteilung der Ware, Farb- und Texturmessun-gen, die Bestimmung der chemischen Zusammensetzung einschließlich der Rückstände sowie bildverarbeitende Methoden und die Aufnahme des Aromaprofils. Insgesamt waren die Produktqualität und der mikrobiologische Status aller untersuchten Forellen sehr gut. In ihrer chemischen Zusammensetzung unterschieden sich die Fische vor allem im Fettgehalt. Alle ermittelten Rückstandsgehalte lagen weit unter den zulässigen Höchstwerten. Ein Zusammenhang zwischen der Aufzuchtsform und der Qualität konnte nicht festgestellt werden. Bei den Projektergebnissen handelt es sich um eine Abschätzung der Situation ausgewählter Forellenzuchtbetriebe, repräsentative Aussagen können aus den Ergebnissen nicht abgeleitet werden

Strong reduction of laser power noise by means of a Kerr nonlinear cavity

We demonstrated the power noise reduction of a continuous-wave laser field by means of an effective third-order Kerr nonlinear cavity. In contrast to conventional noise reduction schemes relying on linear cavities, a strong noise suppression at Fourier frequencies below the linewidth of the nonlinear cavity was possible. The laser light was reflected off a Kerr nonlinear cavity that had a half width half maximum linewidth of 4.5 MHz. The cavity was operated slightly off-resonance at approximately half of the maximum power buildup, close to its so-called critical state; a power noise reduction of up to 32 dB at Fourier frequencies below 1 MHz was observed after reflection. The effective third-order nonlinearity was a so-called cascaded second-order nonlinearity of MgO:LiNbO3. The laser had a power of 0.75 W at the wavelength of 1064 nm

Verschränkte Spiegel - ein realisierbares Gedankenexperiment

Die Herstellung von verschränkten Quantenobjekten aus Photonen oder Ionen ist bereits Routine. Da die Quantenmechanik der Größe und Schwere solcher Objekte keine prinzipielle Obergrenze setzt, sollten sich auch makroskopische Gegenstände miteinander verschränken lassen. Allerdings stellt das hohe Ansprüche an die Experimentiertechnik, vor allem im Bereich der Laser- und Kältetechnik, sowie an die Methoden zur Entkopplung der Objekte von der Umgebung. Die hier vorgestellte Idee nutzt einen Laserstrahl, um zwei massive Spiegel miteinander zu verschränken. Das entsprechende Experiment soll in den nächsten Jahren realisiert werden. Es könnte sogar eine Demonstration des Einstein-Podolsky-Rosen-Paradoxons mit makroskopischen Objekten ermöglichen

Biofisch – Qualitätsvergleich zwischen konventionellen und ökologisch produzierten Forellen

Die Studie umfasste die Untersuchung der Aufzuchtsbedingungen sowie Futterversuche und vergleichende Untersuchungen zur Produktqualität an Portionsforellen. Es wurden 2 ökologisch zertifizierte und 3 konventionelle Forellenzuchtbetriebe verglichen. In dieser Arbeit werden nur die Ergebnisse der Qualitätsuntersuchungen wiedergegeben. Die Untersuchungen der Portionsforellen beinhalteten die Erfassung der biologischen Parameter, die mikrobiologische und sensorische Beurteilung der Ware, Farb- und Texturmessungen, die Bestimmung der chemischen Zusammensetzung einschließlich der Rückstände sowie bildverarbeitende Methoden und die Aufnahme des Aromaprofils. Insgesamt waren die Qualität und der mikrobiologische Status aller untersuchten Forellen sehr gut. In ihrer chemischen Zusammensetzung unterschieden sich die Fische vor allem im Fettgehalt. Alle ermittelten Rückstandsgehalte lagen weit unter den zulässigen Höchstwerten. Unterschiede zwischen den Aufzuchtsformen wurden nicht gefunden

Achieving ground state and enhancing entanglement by recovering information

For cavity-assisted optomechanical cooling experiments, it has been shown in the literature that the cavity bandwidth needs to be smaller than the mechanical frequency in order to achieve the quantum ground state of the mechanical oscillator, which is the so-called resolved-sideband or good-cavity limit. We provide a new but physically equivalent insight into the origin of such a limit: that is information loss due to a finite cavity bandwidth. With an optimal feedback control to recover those information, we can surpass the resolved-sideband limit and achieve the quantum ground state. Interestingly, recovering those information can also significantly enhance the optomechanical entanglement. Especially when the environmental temperature is high, the entanglement will either exist or vanish critically depending on whether information is recovered or not, which is a vivid example of a quantum eraser.Comment: 9 figures, 18 page

A compact laboratory transmission X-ray microscope for the water window

In the water window (2.2-4.4 nm) the attenuation of radiation in water is significantly smaller than in organic material. Therefore, intact biological specimen (e.g. cells) can be investigated in their natural environment. In order to make this technique accessible to users in a laboratory environment a Full-Field Laboratory Transmission X-ray Microscope (L-TXM) has been developed. The L-TXM is operated with a nitrogen laser plasma source employing an InnoSlab high power laser system for plasma generation. For microscopy the Ly α emission of highly ionized nitrogen at 2.48 nm is used. A laser plasma brightness of 5 × 1011 photons/(s × sr × μm2 in line at 2.48 nm) at a laser power of 70 W is demonstrated. In combination with a state-of-the-art Cr/V multilayer condenser mirror the sample is illuminated with 106 photons/(μm2 × s). Using objective zone plates 35-40 nm lines can be resolved with exposure times < 60 s. The exposure time can be further reduced to 20 s by the use of new multilayer condenser optics and operating the laser at its full power of 130 W. These exposure times enable cryo tomography in a laboratory environment

X ray Fourier transform holography with beam shaping optical elements

Holography is a powerful method for achieving 3D images of objects. Extending this method to short wavelengths potentially offers significantly higher resolution than visible light holography. However, current X ray holography setups employ nanoscale pinholes to form the reference wave. This approach is relatively inefficient and limited to very small sample size. Here, we propose a new setup for X ray holography based on a binary diffractive optical element DOE , which forms at the same time the object illumination and the reference wave. This optic is located separately from the sample plane, which permits investigation of larger sample areas. Using an extended test sample, we demonstrate a resolution of 90 nm half pitch at an undulator beamline at BESSY II. The new holography setup can be directly transferred to free electron laser sources enabling time resolved nanoscale imaging for ultra fast processe