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為了方便光纖直接接口，光子層由四個正交排列的、經過切割的單模光纖組成。兩個反向傳播光束產生的駐波圖案用于捕獲粒子。這種配置有效地抵消了散射力，同時創(chuàng)造了多個捕獲點。

研究人員首先考慮沿 y 方向的單駐波，它由兩個 NA=0.1 的單模光纖發(fā)出的、相距160 μm 的等線性偏振反向傳播發(fā)散光束形成。波長為 1550 nm，總功率為 1 W。線性偏振光場與折射率 nr、半徑 R=160nm、極化率α的納米粒子相互作用。在每個強度波腹處，粒子受到的光學力產生諧波勢，理論機械本征頻率Ωx,y,z/(2π)≈(3.5, 89, 3.5) kHz，勢阱深度 U=42kBT0，其中 kB 是玻爾茲曼常數，T0=300 K（室溫）。為了實現三維主動反饋穩(wěn)定，需要確保沿每個軸的機械頻率良好分離。為此，研究人員沿 x 軸增加了第二個波長 λx=1064 nm 的駐波。兩個駐波的組合導致沿每個光軸（x 和 y）產生高頻機械模式，沿垂直軸（z）產生低頻機械模式。

這兩對光纖還通過檢測粒子的散射來監(jiān)測其位置。利用對兩個光軸的訪問，每個駐波的散射光由正交的光纖對收集，并用于監(jiān)測質心運動。這種特別的收集方案在單光束陷阱中是無法實現的，并且具有更好地適應粒子散射模式的優(yōu)點。

制造的芯片尺寸為 0.5 英寸 × 0.5 英寸，并安裝在定制印刷電路板上，用于電氣接口。靜電層由五個平面電極組成，用于通過電場施加主動電反饋。為了實現可靠的懸浮，精確控制每個切割光纖的位置至關重要。因此，每個光纖都被固定在兩個 U 形機械支架中，這些支架是通過Nanoscribe雙光子聚合微納加工設備和 IP-S 光刻膠微加工而成。

為了max陷阱深度，將光纖端面盡可能靠近是有益的。沿 y 方向，光纖包層直徑（125 μm）限制了光纖端面之間的距離。沿 x 方向，光纖端面之間的距離受到發(fā)散的 1550 nm 光束直徑的限制。為了在這些限制條件下留有安全余地并減少反射引起的干擾，研究人員設置 dy=160 μm 和 dx=80 μm。納米顆粒與芯片表面之間的垂直距離設置為 203 μm。沒有使用額外的光纖處理或光學器件進行光學捕獲。

在標準的基于霧化的加載之后，半徑 R≈160 nm 的單個二氧化硅粒子被捕獲在兩個波長分別為 λx=1064 nm 和 λy=1550 nm 的駐波的交點處。交叉駐波的一個特征在于能夠獨立調節(jié)機械本征頻率 Ωq，其中 q=x, y, z。通過降低 1064 nm 駐波的功率 Px，可以觀察到 Ωx 的預期降低，而 Ωy 保持不變。此外，通過獨立改變每個駐波的 Px 和 Py 并提取 Ωx 和 Ωy，驗證了 Ωq∝√Pq 的預期行為。值得注意的是，盡管使用了低數值孔徑光纖，但實現的 Ωq 值與高數值孔徑光學器件產生的值相當。

通過改變相應反向傳播光束之間的相對相位 φq 來控制粒子沿 x、y 的位置。

為了實現高反饋效率，重要的是要考慮運動信息輻射模式的角分布。對于單光束捕獲的粒子，大部分關于粒子軸向運動的信息包含在后向散射光中，從而可以通過基于測量的反饋實現一維基態(tài)冷卻。與單光束配置相比，駐波的第二束捕獲光束充當了具有固定相位關系的強局部振蕩器。

為了檢測平面內運動，研究人員使用沿 x(y) 的光纖收集 λy=1550 nm (λx=1064 nm) 的散射光，并將其用于平衡零差檢測方案，以檢測沿 x(y) 的運動。為了檢測沿 z 方向的運動，他們使用了沿 y 的第二根光纖。

為了在真空中冷卻和穩(wěn)定納米粒子的質心運動，研究人員沿 q=x, y, z 應用了電冷阻尼。納米粒子的質心運動被建模為三個解耦的諧波振蕩器。