論文の概要: Non-Hermitian gauged laser arrays with localized excitations: Anomalous
threshold and generalized principle of selective pumping
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.12837v2
- Date: Wed, 27 Sep 2023 09:50:42 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-09-28 21:43:22.060299
- Title: Non-Hermitian gauged laser arrays with localized excitations: Anomalous
threshold and generalized principle of selective pumping
- Title（参考訳）: 局所励起を伴う非エルミートゲージレーザーアレイ:異常閾値と選択的ポンピングの一般化原理
- Authors: Li Ge, Zihe Gao, Liang Feng
- Abstract要約: 空間局在励起レーザーアレイにおける非エルミート皮膚モードについて検討した。
これらのモードの頭部または尾部を選択的にポンピングする際、異常なしきい値の挙動を観察する。
我々は、これまで見過ごされていた現象、すなわち、光環境との非エルミート結合接合におけるエネルギー交換を明らかにする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.928481839798491
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We investigate non-Hermitian skin modes in laser arrays with spatially
localized excitation. Intriguingly, we observe an unusual threshold behavior
when selectively pumping either the head or the tail of these modes: both cases
exhibit the same lasing threshold and hence defy the conventional principle of
selective pumping, which aims to maximize the overlap between the pump profile
and the target lasing mode. To shed light on this enigma, we reveal a
previously overlooked phenomenon, i.e., energy exchange at non-Hermitian
coupling junctions with the photonic environment, which does not occur with
uniform gain or loss. Utilizing a transfer matrix approach, we elucidate the
mechanism of this anomalous threshold behavior, which is determined by the
specific physical realization of the non-Hermitian gauge field (i.e., using
gain, loss, or their mixture). Finally, we derive a generalized principle of
selective pumping in non-Hermitian arrays, which shows that the decisive
spatial overlap is given by the tripartite product of the pump, the lasing
mode, and its biorthogonal partner. Our study provides a glimpse into how the
two forms of non-Hermiticity, i.e., asymmetric couplings and a complex onsite
potential, interact synergetically in laser arrays, which may stimulate further
explorations of their collective effects in photonics and related fields.
- Abstract（参考訳）: 空間局在励起レーザーアレイにおける非エルミート皮膚モードについて検討した。
いずれの症例も, いずれの症例も, ポンププロファイルと目標ラシングモードの重なりを最大化することを目的とした, 選択ポンプ方式の従来の原則を無視する。
このエニグマに光を当てるために、以前見過ごされていた現象、すなわち、一様利得や損失を伴わないフォトニック環境との非エルミタンカップリング接合におけるエネルギー交換を明らかにした。
移動行列アプローチを用いて、非エルミートゲージ場(利得、損失、またはそれらの混合物)の特定の物理的実現によって決定されるこの異常しきい値の挙動のメカニズムを解明する。
最後に, 非エルミートアレイにおける選択的ポンプの一般化原理を導出し, ポンプのトリパルタイト積, レーシングモード, および生物直交パートナーによって決定的な空間重なりが与えられることを示した。
本研究は、不斉結合と複素オンサイトポテンシャルの2つの形態がレーザーアレイで相乗的に相互作用し、光子学および関連分野における集団効果のさらなる探究を助長する様子を垣間見るものである。
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