論文の概要: Bloch Oscillations of Driven Dissipative Solitons in a Synthetic
Dimension
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.10756v1
- Date: Mon, 20 Dec 2021 18:58:02 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-04 00:47:52.636768
- Title: Bloch Oscillations of Driven Dissipative Solitons in a Synthetic
Dimension
- Title（参考訳）: 駆動型散逸性ソリトンによる合成次元のブロッホ振動
- Authors: Nicolas Englebert, Nathan Goldman, Miro Erkintalo, Nader Mostaan,
Simon-Pierre Gorza, Fran\c{c}ois Leo and Julien Fatome
- Abstract要約: 本稿では,コヒーレント駆動光共振器の周波数空間における合成次元が非線形波の力学に与える影響について検討する。
特に、合成周波数次元に沿って発生する非線形散発的ブロッホ振動を観察し、研究する。
我々の研究は、Kerr共振器を長期合成次元における非線形力学の研究の理想的なプラットフォームとして確立している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The engineering of synthetic dimensions allows for the construction of
fictitious lattice structures by coupling the discrete degrees of freedom of a
physical system, such as the quantized modes of an electromagnetic cavity or
the internal states of an atom. This method enables the study of static and
dynamical Bloch band properties in the absence of a real periodic lattice
structure. So far, the vast majority of implementations have focused on linear
and conservative processes, with the potentially rich physics and opportunities
offered by nonlinearities and dissipation remaining largely unexplored. Here,
we theoretically and experimentally investigate the complex interplay between
Bloch band transport, nonlinearity, and dissipation, exploring how a synthetic
dimension realised in the frequency space of a coherently-driven optical
resonator influences the dynamics of nonlinear waves of the system. In
particular, we observe and study nonlinear dissipative Bloch oscillations
occurring along the synthetic frequency dimension, sustained by localized
dissipative structures (solitons) that persist endlessly in the resonator. The
unique properties of the dissipative soliton states can extend the effective
size of the synthetic dimension far beyond that achieved in the linear regime,
as well as enable long-lived Bloch oscillations and high-resolution probing of
the underlying band structure. Besides representing the first experimental
study of the interplay between Bloch oscillations and dissipative solitons, our
work establishes Kerr resonators as an ideal platform for the study of
nonlinear dynamics in long-scale synthetic dimensions, with promising
applications in topological photonics.
- Abstract（参考訳）: 合成次元の工学により、電磁空洞の量子化されたモードや原子の内部状態のような物理系の離散的な自由度を結合することで、架空の格子構造を構築することができる。
本手法は, 実周期格子構造が存在しない場合, 静的および動的ブロッホバンド特性の研究を可能にする。
これまでのところ、ほとんどの実装は線形および保守的なプロセスに焦点を合わせており、潜在的にリッチな物理学と非線形性や散逸によって提供される機会はほとんど未解明のままである。
本稿では,ブロッホバンド輸送,非線形性,散逸の複雑な相互作用を理論的,実験的に検討し,コヒーレント駆動光共振器の周波数空間における合成次元が系の非線形波の力学に与える影響を考察する。
特に, 共振器内に持続する局所発散構造(ソリトン)により持続する合成周波数次元に沿って発生する非線形発散ブロッホ振動を観察し, 研究する。
散逸性ソリトン状態のユニークな性質は、線形状態において達成された以上の合成次元の有効サイズを拡張でき、また、長寿命のブロッホ振動と、基礎となるバンド構造の高分解能プローブを可能にする。
ブロッホ振動と散逸ソリトンとの相互作用に関する最初の実験的研究の他、長距離合成次元における非線形ダイナミクスの研究の理想的な基盤としてケラー共振器を確立し、位相フォトニクスへの応用を期待する。
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