論文の概要: Fault-tolerant $H^\infty$ control for optical parametric oscillators
with pumping fluctuations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.14583v1
- Date: Thu, 27 Jul 2023 02:06:04 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-07-28 15:57:12.706302
- Title: Fault-tolerant $H^\infty$ control for optical parametric oscillators
with pumping fluctuations
- Title（参考訳）: 励起変動を有する光パラメトリック発振器の耐故障性$H^\infty$制御
- Authors: Yanan Liu, Daoyi Dong, Ian R. Petersen, and Hidehiro Yonezaw
- Abstract要約: 光パラメトリック(OPOs)は、圧縮状態の生成や高度な技術開発に量子光学に広く応用されている。
OPOの揚水場の位相や振幅が故障信号による変動がある場合、システムの動的パラメータに時間変化の不確実性を導入する。
量子系にロバストな$Hinfty$制御理論を適用し、2つのリカティ方程式の解に基づいて受動的コントローラとアクティブコントローラを設計する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.491648507018143
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Optical Parametric Oscillators (OPOs) have wide applications in quantum
optics for generating squeezed states and developing advanced technologies.
When the phase or/and the amplitude of the pumping field for an OPO have
fluctuations due to fault signals, time-varying uncertainties will be
introduced in the dynamic parameters of the system. In this paper, we
investigate how to design a fault-tolerant $H^\infty$ controller for an OPO
with a disturbance input and time-varying uncertainties, which can achieve the
required $H^\infty$ performance of the quantum system. We apply robust
$H^\infty$ control theory to a quantum system, and design a passive controller
and an active controller based on the solutions to two Riccati equations. The
passive controller has a simple structure and is easy to be implemented by
using only passive optical components, while the active quantum controller may
achieve improved performance. The control performance of the proposed two
controllers and one controller that was designed without consideration of
system uncertainties is compared by numerical simulations in a specific OPO,
and the results show that the designed controllers work effectively for
fluctuations in both the phase and amplitude of the pumping field.
- Abstract（参考訳）: 光パラメトリックオシレータ (OPOs) は、励起状態の生成や高度な技術開発に量子光学に広く応用されている。
opoのパンピングフィールドの位相または/および振幅が故障信号によるゆらぎを持つ場合、システムの動的パラメータに時間変動の不確実性を導入する。
本稿では, 故障入力と時間変化の不確実性を有するOPO用耐故障性$H^\infty$コントローラの設計法について検討し, 量子システムに必要な$H^\infty$性能を実現する。
量子系にロバストな$H^\infty$制御理論を適用し、2つのリカティ方程式の解に基づいて受動的コントローラとアクティブコントローラを設計する。
パッシブコントローラは単純な構造であり、パッシブ光学コンポーネントのみを使用して実装し易いが、アクティブ量子コントローラはパフォーマンスが向上する可能性がある。
システム不確かさを考慮せずに設計した2つのコントローラと1つのコントローラの制御性能を,特定のOPOにおける数値シミュレーションにより比較し,設計したコントローラがポンプ界の位相と振幅の変動に対して効果的に働くことを示す。
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