論文の概要: Topological Anderson Random Laser
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.02364v1
- Date: Sun, 22 Mar 2026 15:12:45 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-12 18:41:08.534114
- Title: Topological Anderson Random Laser
- Title(参考訳): トポロジカルアンダーソンランダムレーザー
- Authors: Hang-Zheng Shen, Xian-Hao Wei, Xi-Wang Luo, Zheng-Wei Zhou,
- Abstract要約: トポロジカルレーザーとランダムレーザーは、フォトニクスにおける障害管理のための2つのコントラスト戦略を具現化している。
ここでは、トポロジカルアンダーソンランダムレーザー(TARL)を用いて、これらの不整合性のように見えるパラダイムを統一できることを実証する。
工学的障害は、システムをトポロジカル絶縁体に駆動し、境界選択型ラシングチャネルとして機能する創発的なキラルエッジ状態を生成することを示す。
本研究は、トポロジカルに保護されたシングルモードラシングへの障害対応可能なフレキシブルルートを確立し、ロバストで高コヒーレンスなフォトニック光源の設計原理を根本的に導入する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.2449909275410288
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Topological lasers and random lasers embody two contrasting strategies for disorder management in photonics: the former suppresses disorder via protected edge transport, while the latter exploits multiple scattering for feedback. Here, we theoretically demonstrate that these seemingly incompatible paradigms can be unified through a topological Anderson random laser (TARL), where disorder itself induces a topological phase that enables robust lasing. Starting from a trivial photonic lattice, we show that engineered disorder drives the system into a topological Anderson insulator regime, generating emergent chiral edge states that serve as boundary-selective lasing channels. Remarkably, the TARL exhibits rapid mode selection toward a single edge state, producing an ultranarrow emission spectrum and enhanced slope efficiency optimized near disorder strength with maximal topological mobility gap. Furthermore, they exhibit single-mode-like coherence properties, deviating from Kardar-Parisi-Zhang behavior in conventional chiral topological lasers, while remaining significantly more robust against local perturbations than conventional random lasers. Our findings establish a disorder-enabled flexible route to topologically protected single-mode lasing and introduce a fundamentally new design principle for robust, high-coherence photonic light sources.
- Abstract(参考訳): トポロジカルレーザーとランダムレーザーは、フォトニクスにおける障害管理のための2つの対照的な戦略を具現化している。
ここでは、これらの不整合性のように見えるパラダイムが、トポロジカルアンダーソンランダムレーザー(TARL)によって統一可能であることを理論的に証明する。
自明なフォトニック格子から、工学的障害がシステムをトポロジカルなアンダーソン絶縁体状態へと駆動し、境界選択型ラシングチャネルとして機能する創発的なキラルエッジ状態を生成することを示す。
注目すべきことに、TARLは単一エッジ状態に対して高速なモード選択を示し、極小放射スペクトルを生成し、最大トポロジカルモビリティギャップを持つ障害強度近傍で最適化された斜面効率を向上する。
さらに、従来のキラルトポロジカルレーザーのカルダル・パリ・チャン挙動から逸脱する単一モード状のコヒーレンス特性を示す一方で、従来のランダムレーザーよりも局部摂動に対してかなり頑健である。
本研究は、トポロジカルに保護されたシングルモードラシングへの障害対応可能なフレキシブルルートを確立し、ロバストで高コヒーレンスなフォトニック光源の設計原理を根本的に導入する。
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