論文の概要: Polarization-Controlled Photon Mode Switching and Photon--Magnon Coupling in a Planar Cavity--Magnonic System
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.05018v1
- Date: Wed, 06 May 2026 15:16:52 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-07 18:41:07.89861
- Title: Polarization-Controlled Photon Mode Switching and Photon--Magnon Coupling in a Planar Cavity--Magnonic System
- Title（参考訳）: 偏光制御された光子モードスイッチングと光子--平面キャビティにおけるマグノンカップリング--マグノン系
- Abstract要約: この研究は、平面キャビティ-磁気プラットフォームにおける偏光選択性光子-マグノンカップリング(PMC)を示す。
マイクロストリップ伝送線路に側結合してイットリウム鉄ガーネット(YIG)薄膜と一体化した電気LC共振器(ELCR)を用いる。
その結果、2つの競合する相互作用チャネル間の再分配により, PMC強度の強い角度変化が明らかとなった。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.05131152350448099
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: This work presents polarization-selective photon-magnon coupling (PMC) in a planar cavity-magnonic platform consisting of an electric-LC resonator (ELCR) side-coupled to a microstrip transmission line and integrated with a yttrium iron garnet (YIG) thin film. The ELCR supports two orthogonal photon modes at $\sim 3.93$ GHz and $\sim 5.73$ GHz, whose excitation and radiative damping are governed by the resonator orientation relative to the microwave-field polarization. Rotating the resonator enables controlled switching between these modes and tunable photon-magnon hybridization. An equivalent circuit model including intrinsic and extrinsic damping successfully reproduces the polarization-driven mode switching, while an effective three-mode Hamiltonian accurately captures the coupled-mode evolution. The results reveal strong angular tunability of the PMC strength through redistribution between two competing interaction channels. At $θ= 0^\circ$, only the lower-frequency photon mode is excited, yielding $g_{31}=56.5$ MHz, while the higher-frequency mode remains inactive. As the angle increases, both channels become active: $g_{31}$ increases from $56.5$ to $98$ MHz over $0^\circ$-$60^\circ$ before vanishing at $90^\circ$, whereas $g_{23}$ decreases from $76$ to $30$ MHz over $30^\circ$-$90^\circ$. The observed evolution yields a measured transition near $25.7^\circ$ and a symmetry-related model-predicted transition near $154.3^\circ$. These findings establish resonator-orientation--driven polarization selectivity as a versatile mechanism for controllable photon--magnon interactions in planar architectures.
- Abstract（参考訳）: 本研究は、マイクロストリップ伝送線路に側結合した電気LC共振器(ELCR)とイットリウム鉄ガーネット(YIG)薄膜を一体化した平面キャビティ-磁気プラットフォームにおける偏光選択性光子-マグノンカップリング(PMC)を示す。
ELCRは2つの直交光子モードを$\sim 3.93$ GHzと$\sim 5.73$ GHzでサポートしている。
共振器の回転は、これらのモードと調整可能な光子-マグノンハイブリッドの切り替えを可能にする。
固有および外部減衰を含む等価回路モデルは偏光駆動モードスイッチングをうまく再現し、有効3モードハミルトニアンは結合モードの進化を正確に捉える。
その結果、2つの競合する相互作用チャネル間の再分配により, PMC強度の強い角度変化が明らかとなった。
θ=0^\circ$では、低周波光子モードのみが励起され、g_{31}=56.5$MHzとなる。
g_{31}$は$6.5$から$9.8$ MHz over $0^\circ$-$60^\circ$に上昇し、$g_{23}$は$76$から$30$ MHz over $30^\circ$-$90^\circ$に減少する。
観測された進化は、25.7^\circ$付近で測定された遷移と、154.3^\circ$付近で対称性に関するモデル予測された遷移をもたらす。
これらの知見は、平面構造における制御可能な光子相互作用の汎用メカニズムとして、共振器配向駆動の偏光選択性を確立する。
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