腔中的随机光：标量势中的布朗粒子？
光学
2021-07-06 v1 统计力学
量子物理
摘要
相干驱动非线性腔中随机光的非平衡动力学类似于标量势中布朗粒子的平衡动力学。这种相似性已为人所知数十年，但这两个系统之间的对应关系从未被恰当评估。在此我们证明，该对应关系可精确、近似或失效，取决于腔的非线性响应与驱动频率。对于弱共振驱动，非线性消失且对应关系精确：腔耗散与驱动振幅定义一个标量势，噪声方差定义一个有效温度，腔内场满足玻尔兹曼统计。对于中等强度的非共振驱动，对应关系近似：我们引入一个势，近似刻画腔内场的非线性动力学，并通过偏离玻尔兹曼统计的程度量化该近似的精度。对于非常强的非共振驱动，对应关系失效：腔内场动力学由非保守力支配，排除了仅基于标量势的描述。我们进一步表明，这种失效伴随腔内场涨落的类非厄米相变。我们的工作建立了光学与随机热力学系统之间的清晰联系，并提示过阻尼朗之万振子的许多基本结果可用于理解和改进谐振光学技术。
引用
@article{arxiv.2107.01414,
title = {Stochastic light in a cavity: A Brownian particle in a scalar potential?},
author = {J. Busink and P. Ackermans and K. G. Cognee and S. R. K. Rodriguez},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.01414},
year = {2021}
}