論文の概要: Dissipative Josephson effect in coupled nanolasers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2011.03265v1
- Date: Fri, 6 Nov 2020 10:21:33 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-25 03:24:28.380715
- Title: Dissipative Josephson effect in coupled nanolasers
- Title（参考訳）: 複合ナノレーザーにおける散逸ジョセフソン効果
- Authors: Samuel Fern\'andez-Lorenzo and Diego Porras
- Abstract要約: 散逸性相互作用がフォトニックジョセフソン電流を増幅する構成について検討する。
ジョゼフソン光電流は光位相差の測定に利用できることを示す。
量子限界では、2つのナノレーザー干渉計の精度は光子数の二乗で増大する。
- 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: Josephson effects are commonly studied in quantum systems in which
dissipation or noise can be neglected or do not play a crucial role. In
contrast, here we discuss a setup where dissipative interactions do amplify a
photonic Josephson current, opening a doorway to dissipation-enhanced
sensitivity of quantum-optical interferometry devices. In particular, we study
two coupled nanolasers subjected to phase coherent drivings and coupled by a
coherent photon tunneling process. We describe this system by means of a
Fokker-Planck equation and show that it exhibits an interesting non-equilibrium
phase diagram as a function of the coherent coupling between nanolasers. As we
increase that coupling, we find a non-equilibrium phase transition between a
phase-locked and a non-phase-locked steady-state, in which phase coherence is
destroyed by the photon tunneling process. In the coherent, phase-locked
regime, an imbalanced photon number population appears if there is a phase
difference between the nanolasers, which appears in the steady-state as a
result of the competition between competing local dissipative dynamics and the
Josephson photo-current. The latter is amplified for large incoherent pumping
rates and it is also enchanced close to the lasing phase transition. We show
that the Josephson photocurrent can be used to measure optical phase
differences. In the quantum limit, the accuracy of the two nanolaser
interferometer grows with the square of the photon number and, thus, it can be
enhanced by increasing the rate of incoherent pumping of photons into the
nanolasers.
- Abstract（参考訳）: ジョセフソン効果は、散逸やノイズを無視したり、重要な役割を果たさない量子系で一般的に研究されている。
対照的に, 散逸相互作用がフォトニックジョセフソン電流を増幅し, 量子光学干渉計素子の散逸高感度への扉を開く機構について論じる。
特に,位相コヒーレント駆動とコヒーレント光子トンネル法で結合した2つの結合ナノレーザーについて検討した。
この系をフォッカー・プランク方程式を用いて記述し、ナノレーザー間のコヒーレントカップリングの関数として興味深い非平衡相図を示すことを示す。
この結合を増大させるにつれ、光子トンネル法により位相コヒーレンスが破壊される相ロック状態と非相ロック状態の間の非平衡相転移が見つかる。
コヒーレントで位相ロックされた状態では、競合する局所散逸ダイナミクスとジョセフソン光電流との競合の結果、定常状態に現れるナノレーザーの間に相違があるときに不均衡な光子数が現れる。
後者は、大きな非コヒーレントなパンピングレートで増幅され、発散相転移の近くにも変換される。
ジョゼフソン光電流は光位相差の測定に使用できることを示した。
量子限界では、2つのナノレーザー干渉計の精度は光子数の2乗に比例して増大するため、光子のナノレーザーへの非コヒーレント励起率を高めることで向上することができる。
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