論文の概要: Floquet engineering of optical nonlinearities: a quantum many-body
approach
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.05554v2
- Date: Tue, 15 Mar 2022 20:51:02 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-22 11:49:42.738662
- Title: Floquet engineering of optical nonlinearities: a quantum many-body
approach
- Title（参考訳）: 非線形光学のフロッケ工学:量子多体アプローチ
- Authors: Nathan Goldman
- Abstract要約: フロッケ・エンジニアリングは、様々な古典的および量子的設定に広く適用されてきた。
我々は、光電場を繰り返しパルス列に印加することで、効果的な光非線形性を作り出すことができることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Subjecting a physical system to a time-periodic drive can substantially
modify its properties and applications. This Floquet-engineering approach has
been extensively applied to a wide range of classical and quantum settings in
view of designing synthetic systems with exotic properties. Considering a
general class of two-mode nonlinear optical devices, we show that effective
optical nonlinearities can be created by subjecting the light field to a
repeated pulse sequence, which couples the two modes in a fast and
time-periodic manner. The strength of these drive-induced optical
nonlinearities, which include an emerging four-wave mixing, can be varied by
simply adjusting the pulse sequence. This leads to topological changes in the
system's phase space, which can be detected through light intensity and phase
measurements. Our proposal builds on an effective-Hamiltonian approach, which
derives from a parent quantum many-body Hamiltonian describing driven
interacting bosons. As a corollary, our results equally apply to Bose-Einstein
condensates in driven double-well potentials, where pair tunneling effectively
arises from the periodic pulse sequence. Our scheme offers a practical route to
engineer and finely tune exotic nonlinearities and interactions in photonics
and ultracold quantum gases.
- Abstract（参考訳）: 物理システムを時間周期駆動に従わせることは、その特性と応用を実質的に変更することができる。
このフロケエンジニアリングアプローチは、エキゾチックな性質を持つ合成システムの設計の観点から、幅広い古典的および量子的設定に広く適用されてきた。
2モード非線形光学デバイスの一般的なクラスを考えると、光電界をパルス列に繰り返し、高速かつ時間周期的に2つのモードを結合することにより、効果的な光非線形性が生成できることを示す。
これら駆動誘起光非線形性の強度は、パルスシーケンスを簡易に調整することで変化させることができる。
これにより、システムの位相空間が位相的に変化し、光強度と位相測定によって検出される。
本提案は,実効ハミルトニアンアプローチを基礎とし,駆動相互作用ボソンを記述する親量子多体ハミルトニアンを導出する。
結論として,Bose-Einsteinは周期的なパルス列からペアトンネルが効果的に発生する二重井戸電位で縮合する。
本手法は、フォトニクスおよび超低温量子気体におけるエキゾチック非線形性と相互作用を設計・微調整するための実用的な経路を提供する。
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