論文の概要: Coherence build up and laser thresholds from nanolasers to macroscopic
lasers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2302.08824v1
- Date: Fri, 17 Feb 2023 11:46:04 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-20 15:03:41.506779
- Title: Coherence build up and laser thresholds from nanolasers to macroscopic
lasers
- Title（参考訳）: ナノレーザーからマクロレーザーへのコヒーレンスアップとレーザーしきい値
- Authors: Mark Anthony Carroll, Giampaolo D'Alessandro, Gian Luca Lippi,
Gian-Luca Oppo, and Francesco Papoff
- Abstract要約: 我々は、コヒーレント変数と非コヒーレント変数を含むナノレーザーモデルの導出について詳述する。
単電子系および多電子系において,キャビティサイズやエミッタ数に関わらず,レーザーしきい値が存在することを予測した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We detail the derivation of nanolaser models that include coherent and
incoherent variables and predict the existence of a laser threshold,
irrespective of cavity size and emitter number, for both single- and
multi-electron systems. The growth in photon number in the lasing mode is
driven by an increase in correlation between absorption and emission processes,
leading to the onset of self-sustained stimulated emission (laser threshold),
followed, in turn, by a correlation decrease and ending with the dominance of
coherent emission. The first-order coherence $g^{(1)}$ steadily increases, as
the pump grows towards the laser threshold value, and reaches unity at or
beyond threshold. The transition toward coherent emission becomes increasingly
sharp as the number of emitters and of the coupled electromagnetic cavity modes
increase, continuously connecting, in the thermodynamic limit, the physics of
nano- and macroscopic lasers at threshold. Our predictions are in remarkable
agreement with experiments whose first-order coherence measurements have so far
been explained only phenomenologically. A consistent evaluation of different
threshold indicators provides a tool for a correct interpretation of
experimental measurements at the onset of laser action.
- Abstract（参考訳）: 単電子系および多電子系において,コヒーレントおよび非コヒーレント変数を含むナノレーザーモデルの導出と,キャビティサイズやエミッタ数によらず,レーザーしきい値の存在を予測する。
浸漬モードにおける光子数の増加は、吸収と放出の相関の増大によって引き起こされ、自己持続的な励起放出(レーザー閾値)が開始され、続いて相関が減少し、コヒーレント放出が支配される。
1次コヒーレンス$g^{(1)}$は、ポンプがレーザーしきい値に向かって成長し、しきい値以上でユニティに達するにつれて着実に増加する。
コヒーレント・エミッションへの遷移は、エミッタの数と結合した電磁空洞モードが増大し、熱力学的限界においてナノレーザーとマクロレーザーのしきい値での物理を連続的に接続するにつれてますます顕著になる。
我々の予測は、これまでの1次コヒーレンス測定が現象学的にのみ説明されている実験と著しく一致している。
異なるしきい値インジケータの一貫した評価は、レーザー動作開始時の実験測定の正しい解釈のためのツールを提供する。
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