論文の概要: A simple yet accurate stochastic approach to the quantum phase noise of nanolasers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.14347v1
• Date: Wed, 18 Dec 2024 21:30:18 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-20 13:30:56.185219
• Title: A simple yet accurate stochastic approach to the quantum phase noise of nanolasers
• Title（参考訳）: ナノレーザーの量子位相雑音に対する単純かつ正確な確率論的アプローチ
• Authors: Matias Bundgaard-Nielsen, Marco Saldutti, Benjamin Falkenberg Gøtzsche, Emil Grovn, Jesper Mørk,
• Abstract要約: レーザー量子ノイズの簡単なモデルを提案する。 線幅は、閾値以下の光子によって支配されるものから、閾値上の波のような性質に変化する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Nanolasers operating at low power levels are strongly affected by intrinsic quantum noise, affecting both intensity fluctuations and laser coherence. Starting from semi-classical rate equations and making a simple hypothesis for the phase of the laser field, a simple stochastic model for the laser quantum noise is suggested. The model is shown to agree quantitatively with quantum master equations for microscopic lasers with a small number of emitters and with classical Langevin equations for macroscopic systems. In contrast, neither quantum master equations nor classical Langevin equations adequately address the mesoscopic regime. The stochastic approach is used to calculate the linewidth throughout the transition to lasing, where the linewidth changes from being dominated by the particle-like nature of photons below threshold to the wave-like nature above threshold, where it is strongly influenced by index fluctuations enhancing the linewidth.
• Abstract（参考訳）: 低電力レベルで動作するナノレーザーは、固有の量子ノイズの影響を強く受け、強度変動とレーザーコヒーレンスの両方に影響を及ぼす。 半古典的速度方程式から始まり、レーザー場の位相についての簡単な仮説を立て、レーザー量子ノイズの簡単な確率モデルを提案する。 このモデルは、少数のエミッタを持つ顕微鏡レーザーの量子マスター方程式と、マクロシステムのための古典的なランゲヴィン方程式と定量的に一致することが示されている。 対照的に、量子マスター方程式も古典ランゲヴィン方程式もメソスコピックな状態に適切に対応していない。 確率的アプローチは、レイシングへの移行を通して線幅を計算するために用いられ、そこでは、線幅は閾値以下の光子の粒子状性質によって支配されるから、閾値上の波状性質によって変化する。

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