超强耦合 regime 下增益驱动的磁子-极化子动力学：关于相干性与非线性的有效电路方法
介观与纳米尺度物理
2026-01-21 v1
摘要
我们在强耦合（SC）和超强耦合（USC）两个 regime 下，理论地研究了增益驱动的磁子-极化子（MP）动力学，表征MP的自激振荡。考虑磁子动力学中的磁通因素，我们提出了增益驱动MP的有效电路模型，该模型允许通过调节铁磁体大小来调节MP的耦合强度，并包含由于形状磁各向异性导致的磁子自-Kerr 非线性。在SC regime 下，我们发现自-Kerr 非线性产生频率位移并降低了磁子-光子耦合的相干性。在相反的USC regime 下，我们发现磁子-光子耦合不仅克服了自-Kerr 非线性，还通过复特征频率的虚部有效地与增益相耦合，导致磁子样自激振荡。随后，USC 使得通过外部磁场可广泛调节自激振荡频率。这些发现表明，MP的耦合强度与磁子自-Kerr 非线性之间存在权衡关系。本工作有助于理解增益-损耗与USC在非线性极化子动力学中的相互作用，为基于增益驱动MP的可调频 maser 类器件提供了新的原理。
引用
@article{arxiv.2509.09117,
title = {Gain-driven magnon-polariton dynamics in the ultrastrong coupling regime: Effective circuit approach for coherence versus nonlinearity},
author = {Ryunosuke Suzuki and Takahiro Chiba and Hiroaki Matsueda},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.09117},
year = {2026}
}
备注
10 pages, 7 figures