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Título: FEEDBACK CONTROL OF OPTICALLY LEVITATED NANOPARTICLES
Autor: OSCAR SCHMITT KREMER
Instituição: PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO - PUC-RIO
Colaborador(es):  GUILHERME PENELLO TEMPORAO - ADVISOR
THIAGO BARBOSA DOS SANTOS GUERREIRO - CO-ADVISOR

Nº do Conteudo: 66416
Catalogação:  11/04/2024 Liberação: 11/04/2024 Idioma(s):  ENGLISH - UNITED STATES
Tipo:  TEXT Subtipo:  THESIS
Natureza:  SCHOLARLY PUBLICATION
Nota:  Todos os dados constantes dos documentos são de inteira responsabilidade de seus autores. Os dados utilizados nas descrições dos documentos estão em conformidade com os sistemas da administração da PUC-Rio.
Referência [pt]:  https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=66416&idi=1
Referência [en]:  https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=66416&idi=2
Referência DOI:  https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.66416

Resumo:
The harnessing of optical, electric and magnetic forces to levitate and control nano-objects in high vacuum environment has enable the development of the field of levitodynamics. Optical levitation, in particular, has allowed the implementation of massive high-quality factor resonators, yielding results that include ground-state cooling at the mesoscopic scale and high precision force and displacement sensor. These advancements hold significant potential for both fundamental research and technological progress. Precise control of levitated systems is indispensable for advancing experimental techniques in levitodynamics. This level of control facilitates motion stabilization, thereby enhancing the sensitivity of these systems and enabling the attainment of the desired properties necessary for examining fundamental principles. This dissertation focuses on the study and control of certain optically levitated systems: dielectric nanospheres trapped in vacuum by a highly focused Gaussian beam. To undertake this examination, we will elucidate the theoretical framework underlying these levitated systems and highlight some majorly important control techniques. Subsequently, we will proceed to experimental investigations where we aim to apply feedback forces in two different contexts. First, we will explore feedback forces as a way to change the dynamics of levitated nanoparticles, by means of adding nonlinear terms governing their motion. Secondly, we will detail the development of an experimental setup that allows 3D stabilization of motion by applying an all electrical control scheme, allowing stable trapping at high vacuum.

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