合成维度中受驱耗散孤子的布洛赫振荡
光学
2021-12-21 v1 介观与纳米尺度物理
量子气体
量子物理
摘要
合成维度的构建通过耦合物理系统的离散自由度（如电磁腔的量子化模式或原子的内部态）来构造虚构的晶格结构。该方法使得在不存在真实周期晶格结构的情况下研究静态和动态的布洛赫能带性质成为可能。迄今为止，绝大多数实现都集中于线性和保守过程，而非线性和耗散所带来的潜在丰富物理与机遇在很大程度上仍未得到探索。在此，我们从理论和实验上研究了布洛赫能带输运、非线性和耗散之间的复杂相互作用，探讨了在相干驱动光学谐振腔的频率空间中实现的合成维度如何影响系统非线性波的动力学。特别地，我们观测并研究了沿合成频率维度发生的非线性耗散布洛赫振荡，其由谐振腔中持久存在的局域化耗散结构（孤子）所维持。耗散孤子态的独特性质可将合成维度的有效尺寸扩展到远超线性 regime 所实现的尺度，并能够实现长寿命的布洛赫振荡以及对底层能带结构的高分辨率探测。除了代表首个关于布洛赫振荡与耗散孤子相互作用的实验研究外，我们的工作确立了 Kerr 谐振腔作为研究大尺度合成维度中非线性动力学的理想平台，在拓扑光子学中具有广阔的应用前景。
引用
@article{arxiv.2112.10756,
title = {Bloch Oscillations of Driven Dissipative Solitons in a Synthetic Dimension},
author = {Nicolas Englebert and Nathan Goldman and Miro Erkintalo and Nader Mostaan and Simon-Pierre Gorza and François Leo and Julien Fatome},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.10756},
year = {2021}
}