高度多模非线性光子系统中的分光学热力学压强道尔顿分压定律
光学
2024-04-09 v1
摘要
我们证明了在高度多模非线性光子系统中,由不同种类的光场产生的分光学热力学压强遵循道尔顿分压定律。在多模设置中,光学热力学压强被定义为与系统总模式数相关的广延量的共轭量,并与系统物理边界上施加的实际电动力学辐射力直接相关。在此,我们将这一概念扩展到支持不同种类光场的光子构型中。在热平衡条件下,我们形式化地推导出了一个方程,该方程在每种偏振种类的分热力学压强与其施加的电动力学辐射压强之间建立了直接联系。我们的理论框架提供了一种直接的方法,通过系统的热力学变量来量化总辐射压强,而无需调用Maxwell应力张量形式。本质上,我们表明在这种排布中,总电动力学压强可以轻松地从初始激发条件中获得,从而避免了极其复杂的多模动力学耗时仿真。为了说明我们结果的有效性,我们在支持两种偏振种类的多模非线性光学结构中进行了数值模拟,并证明了与Maxwell应力张量方法的极好一致性。
引用
@article{arxiv.2404.04433,
title = {Dalton's law of partial optical thermodynamic pressures in highly multimoded nonlinear photonic systems},
author = {Huizhong Ren and Georgios G. Pyrialakos and Fan O. Wu and Nikolaos K. Efremidis and Mercedeh Khajavikhan and Demetrios N. Christodoulides},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.04433},
year = {2024}
}