双模量子点微柱激光器中的噪声诱导动力学与光子统计

量子点微柱激光器（QDMLs）的发射特性位于纳米光子学与非线性动力学的交叉点，为研究经典与量子系统间的光学接口提供了理想平台。本工作中，对具有正交双模输出的噪声诱导双模QDML进行建模，并研究随随机噪声强度变化的非线性动力学、随机模式跳变与量子统计。噪声诱导效应导致强模与弱模均出现两个强度分岔点，且强模最大输出功率随噪声强度增大而增大。两模的反相关性在第二个强度分岔点达到最大。在噪声诱导效应下，双模随机跳变频率与有效带宽可超过100 GHz和30 GHz。此外，在低注入电流区，两模的噪声诱导光子关联同时呈现超热聚束效应（$g^{(2)}(0)>2$）。强模的$g^{(2)}(0)$值在高注入电流区可超过6。在较宽噪声强度与注入电流范围内均观察到两模的光子聚束（$g^{(2)}(0)>1$）。在噪声诱导效应存在时，强模或弱模的光子数分布为玻色-爱因斯坦分布与泊松分布的混合。随噪声强度增大，强模光子数分布由玻色-爱因斯坦分布主导，且在高注入电流区泊松分布比例增加，而弱模该比例减小。我们的结果有助于开发超聚束量子集成光源，以提升量子传感测量的时空分辨率。