从非线性视角理解光子-磁子晶体的纠缠特性

量化两种连续玻色模式之间的纠缠，如磁子和光子，颇具挑战。通过量子 Langevin 方程计算的对数负性受热噪声的影响。然而该方法需要进一步的近似。一般非线性系统的相空间包含不同拓扑的区域，稳态可能对应于不同的固定点类型，如鞍点、稳定或不稳定螺旋以及节点。在本工作中，我们提出了一种新方法。即，我们推导了完整的非线性方程组，包括磁子和光子数算符以及相位的方程。我们表明，除了数算符之外，相位也对于探索固定点的特征以及磁子-光子纠缠至关重要。我们表明，定性非线性微分方程的方法也适用于光子-磁子纠缠问题。我们的主要发现是，纠缠在鞍点区域内未被定义。在另一方面，纠缠的最大值对应于稳定节点与稳定螺旋区域之间边界附近的区域。我们的做法具有很好的普适性。然而，我们为特定系统进行了计算：基于镱铁石石 (YIG) 薄膜并在薄膜中钻有周期性空洞的光子-磁子晶体。我们的关注点集中在具有特定波长和频率的磁子，这些磁子形成磁子凝聚体。这些磁子与频率相似的光子发生强耦合。我们详细讨论了磁子与光子之间的相互作用，这种相互作用源于磁-电耦合和有效的 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用。我们表明，这种相互作用是该系统实现稳健光子-磁子纠缠的关键。