論文の概要: Enhancement of signal-to-noise ratio at a high-order exceptional point of coherent perfect absorption
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.11604v1
- Date: Thu, 12 Mar 2026 06:57:10 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-13 14:46:25.934583
- Title: Enhancement of signal-to-noise ratio at a high-order exceptional point of coherent perfect absorption
- Title（参考訳）: コヒーレント完全吸収の高次例外点における信号対雑音比の増大
- Authors: Zi-Qi Wang, Yi-Ming Sun, Yao-Dong Hu, Yi-Pu Wang, Rui-Chang Shen, Wei-Jiang Wu, J. Q. You,
- Abstract要約: 受動キャビティ・マグノニクス系におけるコヒーレント完全吸収(CPA EP3)の3次EPにより,磁界センサにおける信号-雑音比(SNR)の12倍の増大を報告した。
このことは,従来の高次EPセンサのノイズ分散を回避できるだけでなく,受動非エルミタン系において,CPAとEPを併用してSNRの強化を図るための一般的な戦略を提供することを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.642781966789307
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Exceptional points (EPs) in non-Hermitian systems offer a remarkably strong response to weak perturbations, but the nonorthogonal nature of the corresponding eigenvectors causes noise to diverge, hindering EPs practical application. Here, we report a twelve-fold enhancement of signal-to-noise ratio (SNR) in magnetic field sensing enabled by a third-order EP of coherent perfect absorption (CPA EP3) in a passive cavity magnonic system. This non-Hermitian magnonic platform comprises two identical yttrium iron garnet (YIG) spheres coherently coupled to a cavity mode, in which the CPA EP3 is realized by engineering the three-mode loss to form a pseudo-Hermitian absorption Hamiltonian. By independently tailoring the absorption EP apart from the resonance EP, the system circumvents the noise divergence caused by eigenbasis collapse. Notably, we harness the sensitivity of the minimum output intensity near CPA to perturbations, yielding a seventyfold SNR improvement and a 400-fold increase in responsivity compared with non-CPA system. A comprehensive noise analysis over one hundred repeated measurements confirms the suppression of frequency noise near the CPA EP3. This demonstrates that our scheme not only avoids the noise divergence plaguing conventional higher-order EP sensors but also provides a general strategy to exploit both CPA and EP for SNR enhancement in passive non-Hermitian systems.
- Abstract（参考訳）: 非エルミート系における例外点 (EP) は弱い摂動に対して著しく強い応答を与えるが、対応する固有ベクトルの非直交性はノイズを発散させ、EPが実用的な応用を妨げる。
本稿では、受動キャビティ・マグノニクス系におけるコヒーレント完全吸収(CPA EP3)の3次EPにより、磁界感知における信号-雑音比(SNR)の12倍の増大を報告した。
非エルミートマグノニクスプラットフォームは、2つの同一イットリウム鉄ガーネット(YIG)球体をキャビティモードにコヒーレントに結合し、CPA EP3を工学的に3モードの損失を発生させ、擬エルミート吸収ハミルトニアンを形成する。
共振EPから分離した吸収EPを独立に調整することにより、固有バス崩壊に起因するノイズのばらつきを回避する。
特に、CPA近傍の最小出力強度の感度を摂動に利用し、非CPAシステムと比較して7倍のSNR改善と400倍の応答性向上を実現した。
CPA EP3付近の周波数ノイズの抑制を100回以上繰り返し測定した包括的ノイズ解析により確認する。
このことは,従来の高次EPセンサのノイズ分散を回避できるだけでなく,受動非エルミタン系において,CPAとEPを併用してSNRの強化を図るための一般的な戦略を提供することを示す。
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