論文の概要: Perturbative Input-Output Theory of Floquet Cavity Magnonics and Magnon Energy Shifts
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.12103v1
- Date: Sat, 13 Dec 2025 00:29:45 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-16 17:54:56.121229
- Title: Perturbative Input-Output Theory of Floquet Cavity Magnonics and Magnon Energy Shifts
- Title（参考訳）: フラケットキャビティマグノニクスとマグノンエネルギーシフトの摂動入力出力理論
- Authors: T. Aguiar, M. C. de Oliveira,
- Abstract要約: フロッケ変調を受けるキャビティマグノニクス系の反射スペクトルと透過スペクトルを計算する。
我々は最近のフロケキャビティ電磁実験で観測された特性サイドバンド構造を再現する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: We develop a perturbative input-output formalism to compute the reflectance and transmittance spectra of cavity magnonics systems subject to a Floquet modulation. The method exploits the strong hierarchy between the magnetic-dipole couplings transverse (drive field) and parallel (modulation field) to the static bias field, which naturally introduces the small parameter $ε= (2Ns)^{-1/2}$ associated with the total spin $Ns$ of the ferromagnet. By organizing the cavity and magnon fields in a systematic expansion in $ε$, we obtain compact analytic expressions for the spectra up to second order. Using these results, we reproduce the characteristic sideband structure observed in recent Floquet cavity electromagnonics experiments. Furthermore, accounting for the Zeeman interaction between the modulation field and the fully polarized ground state - a contribution typically neglected in previous treatments - we predict an additional magnon detuning of approximately $0.8\,\mathrm{GHz}$, independent of both modulation frequency and sample size and determined solely by the spatial volume occupied by the modulation field. This identifies a measurable and previously overlooked shift relevant for the interpretation and design of cavity magnonics experiments.
- Abstract（参考訳）: 本研究では,Floquet変調を受けるキャビティマグノニクス系の反射スペクトルと透過スペクトルを計算するために,摂動型入力出力形式を開発した。
この方法は、磁気双極子結合が静的バイアス場に横切る(駆動場)と平行(変調場)の間の強い階層を利用し、強磁性体の全スピン$Ns$に付随する小さなパラメータ$ε= (2Ns)^{-1/2}$を自然に導入する。
ε$の体系的な拡張でキャビティとマグノン場を整理することにより、スペクトルのコンパクトな解析式を2階まで得ることができる。
これらの結果を用いて,最近のFloquet空洞電磁石実験で観測された特徴的サイドバンド構造を再現した。
さらに, 変調場と全偏極基底状態のゼーマン相互作用を考慮し, 変調周波数と試料サイズによらず, 変調場が占める空間体積にのみ依存せず, 約0.8\,\mathrm{GHz}$のマグノンデチューニングを予測した。
これは、キャビティマグノニクス実験の解釈と設計に関係した測定可能で、これまで見過ごされていたシフトを特定する。
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