用注入锁定的光子晶体激光阵列模拟局部 Kuramoto 模型
光学
2021-05-07 v3 介观与纳米尺度物理
适应与自组织系统
摘要
Kuramoto 模型是描述耦合振子集体同步现象的数学模型。我们从理论上证明,耦合光子晶体激光阵列可模拟具有无延迟最近邻耦合(局部 Kuramoto 模型)的 Kuramoto 模型。我们的新策略采用通过附加冷腔实现的激光间间接耦合。通过在激光腔之间设置冷腔,我们避免了激光间的强耦合,并利用有效的无延迟耗散耦合实现了理想的互注入锁定。首先,在讨论激光振荡的极限环解释后,我们通过数值模拟耦合模方程证明了两个间接耦合激光的同步。其次,通过相约化分析,我们表明所提器件中的激光动力学可映射为局部 Kuramoto 模型。最后,我们简要证明间接耦合光子晶体激光链实际可模拟一维局部 Kuramoto 链。我们还认为,我们提出的由周期性排列的冷腔与激光腔构成的结构,最好利用最先进的掩埋多量子阱光子晶体来实现。
引用
@article{arxiv.2010.16236,
title = {Emulating the local Kuramoto model with an injection-locked photonic crystal laser array},
author = {Naotomo Takemura and Kenta Takata and Masato Takiguchi and Masaya Notomi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.16236},
year = {2021}
}