A 类极限下的低 β 与高 β 激光器：光子统计、线宽及激光-相变类比
介观与纳米尺度物理
2021-02-09 v4 量子物理
摘要
纳米腔激光器通常由自发辐射耦合系数 β 表征，其代表发射到激射模式中的光子比例。虽然 β 通常在半导体激光器中讨论，其中光子寿命远短于载流子寿命（B 类激光器），但人们对原子激光器中 β 的了解很少，在原子激光器中光子寿命远长于其他寿命且仅存在光子自由度（A 类激光器）。我们通过扩展著名的 Scully-Lamb 主方程，研究了在 A 类极限下自发辐射耦合系数 β 对激射特性的影响。我们证明，在 A 类极限下，所有光子统计均由 β 唯一表征，且激光的相变类比变得清晰。事实上，β 完美地代表了相变中的“系统尺寸”。最后，我们从量子耗散系统的角度研究了激光-相变类比。通过计算刘维尔间隙，我们阐明了 β 与连续相变对称性破缺之间的关系。
引用
@article{arxiv.1904.01743,
title = {Low- and high-$\beta$ lasers in Class-A limit: photon statistics, linewidth, and the laser-phase transition analogy},
author = {Naotomo Takemura and Masato Takiguchi and Masaya Notomi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.01743},
year = {2021}
}