Sluchaynaya lazernaya generatsiya v usloviyakh dissipativnogo tunnelirovaniya v setevom kvantovom materiale

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

В работе выявлен новый механизм генерации случайного лазера, выполненного на основе случайной фотонной сети с диссипативным туннелированием фотонов между микрорезонаторами, помещенными в узлы такой сети и содержащими идентичные квантовые двухуровневые системы. Показано, что дополнительный источник фотонных потерь при туннелировании способствует выделению отдельных мод случайного лазера и достижению ими порога генерации даже при исчезающе малой инверсии населенностей. Усиление мод лазера в данном случае имеет интерференционную природу и связано с перераспределением энергии между узлами фотонной сети, соответствующими разным знакам отстройки частоты стационарных колебаний мод случайного лазера от частоты перехода двухуровневых систем. Показано, что для области нулевой этой отстройки присутствует традиционный механизм лазерной генерации, который демонстрирует особенности спектра одиночных микрорезонаторов, т.е. практически не зависит от топологических свойств сети и параметра туннелирования.

About the authors

D. V Tsarev

Национальный исследовательский университет ИТМО

С.-Петербург, Россия

E. S Morugin

Национальный исследовательский университет ИТМО

С.-Петербург, Россия

A. P Alodzhants

Национальный исследовательский университет ИТМО

Email: alexander_ap@list.ru
С.-Петербург, Россия

References

  1. F. Luan, B. Gu, A. S. Gomes, K. T. Yong, S. Wen, and P. N. Prasad, Nano Today 10, 168 (2015).
  2. S. Rotter, Nat. Phot. 13, 140 (2019).
  3. G. D. Scholes, Proc. R. Soc. A 476, 20200278 (2020).
  4. M. Gaio, D. Saxena, J. Bertolotti, D. Pisignano, A. Camposeo, and R. Sapienza, Nat. Commun. 10, 226 (2019).
  5. А. Ю. Баженов, М. М. Никитина, Д. В. Царёв, А. П. Алоджанц, Письма в ЖЭТФ 117, 819 (2023).
  6. Ю. В. Юанов, А. А. Зябловский, Е. С. Андрианов, И. В. Доронин, А. А. Пухов, А. П. Виноградов, А. А. Лисянский, Письма в ЖЭТФ 112, 725 (2020).
  7. S. Chauhan, M. Girvan, and E. Ott, Phys. Rev. E 80, 056114 (2009).
  8. I. L. Aleiner, B. L. Altshuler, and Y. G. Rubo, Phys. Rev. B 85, 121301(R) (2012).
  9. M. Thornton, A. Sakovich, A. Mikhalychev, J. D. Ferrer, P. de la Hoz, N. Korolkova, and D. Mogilevtsev, Phys. Rev. Appl. 12, 064051 (2019).
  10. L. Sapienza, H. Thyrrestrup, S. Stobbe, P. D. Garcia, S. Smolka, and P. Lodahl, Science 327, 1352 (2010).
  11. A. Dousse, J. Suffczynski, R. Braive, A. Miard, A. Lemaitre, I. Sagnes, L. Lanco, J. Bloch, P. Voisin, and P. Senellart, Appl. Phys. Lett. 94, 121102 (2009)
  12. A.-L. Barabasi, Network Science, Cambridge University Press, Cambridge (2016).
  13. T. Golubeva, Yu. Golubev, and D. Ivanov, Phys. Rev. A. 75, 023815 (2007).
  14. F. Kockum, A. Miranowicz, D. Liberato, S. Savasta, and F. Nori, Nat. Rev. Phys. 1, 19 (2019).
  15. I. J. Farkas, I. Derenyi, A.-L. Barabasi, and T. Vicsek, Phys. Rev. E 64, 026704 (2001).
  16. I. Chestnov, S. Demirchyan, A. Alodjants, Yu. Rubo, and A. V. Kavokin, Sci. Rep. 6, 19551 (2016).
  17. A. Y. Bazhenov, D. V. Tsarev, and A. P. Alodjants, Phys. B: Cond. Mat. 579, 411879 (2020).
  18. S. H. Lee, M. Ha, H. Jeong, J. D. Noh, and H. Park, Phys. Rev. E 80, 051127 (2009).
  19. S. K. Vadlamani, T. P. Xiao, and E. Yablonovitch, PNAS 117(43), 26639 (2020).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2024 Российская академия наук