論文の概要: Long-lived elementary excitations and light coherence in topological lasers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2002.12337v3
• Date: Fri, 21 Aug 2020 19:26:25 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-06-01 12:28:03.340253
• Title: Long-lived elementary excitations and light coherence in topological lasers
• Title（参考訳）: 位相レーザーにおける長寿命初等励起と光コヒーレンス
• Authors: Petr Zapletal, Bogdan Galilo, and Andreas Nunnenkamp
• Abstract要約: キラルエッジモードの選択的励起を用いたフォトニック・ハルデンモデルに基づくトポロジカルレーザーについて検討した。 キラルエッジモードのハイブリッド化は長寿命の初等励起を引き起こすことを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Combining topologically-protected chiral light transport and laser amplification gives rise to topological lasers, whose operation is immune to fabrication imperfections and defects, uncovering the role of topology in a novel nonlinear non-Hermitian regime. We study a topological laser based on the photonic Haldane model with selective pumping of chiral edge modes described by saturable gain. We investigate elementary excitations around the mean-field steady state and their consequences for the coherence properties. In particular, we show that the hybridization of chiral edge modes gives rise to long-lived elementary excitations, leading to large phase fluctuations in the emitted light field and a decrease of light coherence. In contrast to topologically trivial lasers, the lifetime of elementary excitations is robust against disorder in topological lasers. However, the lifetime strongly depends on the edge-mode dispersion around the lasing frequency. As a result, the lifetime can be reduced by orders of magnitude for lasing of different edge modes, leading to a suppression of phase fluctuations and larger coherence of the emitted light. On the other hand, amplitude fluctuations and the second-order autocorrelation function are moderately increased at the same time.
• Abstract（参考訳）: 位相的に保護されたキラル光輸送とレーザー増幅を組み合わせることで、その操作は製造の不完全さや欠陥に免疫があり、新しい非線形非エルミート構造におけるトポロジーの役割を明らかにする。 飽和ゲインにより記述されたキラルエッジモードの選択的ポンピングを用いたフォトニックハルダンモデルに基づく位相レーザーについて検討した。 平均場定常状態に関する基礎励起とそのコヒーレンス特性に対する影響について検討する。 特に,キラルエッジモードのハイブリッド化は長寿命の初等励起を生じさせ,発光光場における位相変動が大きく,光コヒーレンスが低下することを示す。 位相自明なレーザーとは対照的に、初等励起の寿命は位相レーザーの障害に対して頑健である。 しかし、寿命は発振周波数周辺のエッジモード分散に大きく依存する。 結果として、異なるエッジモードのラシングの桁数で寿命を短縮することができ、位相変動の抑制と発光光のコヒーレンスの向上につながる。 一方、振幅変動と二階自己相関関数を同時に適度に増加させる。

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