非厄米耦合的动力学控制 enables Q 开关脉冲发生
光学
2026-04-28 v3 介观与纳米尺度物理
摘要
非厄米光子学提供了工程开放系统中光模式增益与损耗的框架，从而实现对其光谱和动力学特性的控制。特别是动态调节模态损耗的能力，为在纳米光子平台上实现传统依赖腔 Q 因子调制的功能（如 Q 开关）提供了一条途径。本文演示了在两束相耦合光子晶体纳米激光器中利用非厄米耦合产生短光脉冲。两个波导耦合的纳米腔体在各自的激光阈值以下运行，并受到非对称光泵浦，使得瞬态载流子诱导的色差改变它们之间的干涉条件。这动态控制了集体模式的增益与损耗，并在跨越共振条件时，导致存储的载流子能量以光脉冲形式迅速释放。速率方程模型捕捉了载流子动力学与模态耦合之间的相互作用，并再现了观察到的行为。实验在铌镓合金平台上进行，显示出来自于在连续波运行中自身不够有效激光的腔体产生脉冲，其时间特征由载流子动力学决定。这些结果表明，非厄米耦合可用于控制时间内的有效腔损耗，为集成光子系统的脉冲发生提供了一种途径。
引用
@article{arxiv.2604.08487,
title = {Dynamical control of non-hermitian coupling between sub-threshold nanolasers enables Q-switched pulse generation},
author = {Kristian Seegert and Roberto Gajardo and Guillaume Huyet and Fabrice Raineri and Guilhem Madiot},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.08487},
year = {2026}
}