Non-equilibrium spectral phase transitions in coupled nonlinear optical resonators
Non-equilibrium spectral phase transitions in coupled nonlinear optical resonators
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耦合非线性光学谐振腔中的非平衡光谱相变
DOI：
10.1038/s41567-022-01874-8
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发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
19.6
通讯作者：
Marandi, Alireza
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Roy, Arkadev;Nehra, Rajveer;Langrock, Carsten;Fejer, Martin;Marandi, Alireza
具有多个相互作用的自由度的耦合系统为涌现动力学提供了肥沃的土壤，这在它们的孤立对应物中是不可接近的。在这里，我们表明，耦合的非线性光学谐振腔可以进行自组织在其频谱导致一阶相变。我们在实验上证明了这种光谱相变的时间复用耦合光学参量振荡器。我们开关的性质从色散到耗散的互耦合和访问不同的光谱制度的参量振荡器二聚体。我们观察到突然的光谱不连续的一阶转变点。此外，我们展示了如何非平衡相变可以导致增强感测，其中所施加的扰动是不可解决的基本线性系统。我们的方法可以用于使用非线性驱动耗散系统的传感应用，从而在不牺牲灵敏度的情况下提高性能。
Coupled systems with multiple interacting degrees of freedom provide a fertile ground for emergent dynamics, which is otherwise inaccessible in their solitary counterparts. Here we show that coupled nonlinear optical resonators can undergo self-organization in their spectrum leading to a first-order phase transition. We experimentally demonstrate such a spectral phase transition in time-multiplexed coupled optical parametric oscillators. We switch the nature of mutual coupling from dispersive to dissipative and access distinct spectral regimes of the parametric oscillator dimer. We observe abrupt spectral discontinuity at the first-order transition point. Furthermore, we show how non-equilibrium phase transitions can lead to enhanced sensing, where the applied perturbation is not resolvable by the underlying linear system. Our approach could be exploited for sensing applications that use nonlinear driven-dissipative systems, leading to performance enhancements without sacrificing sensitivity.
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影响因子：
4.7
作者：
Chao Wang;C. Search
通讯作者：
Chao Wang;C. Search
DOI：
10.1364/josab.33.000871
发表时间：
2016-05-01
影响因子：
1.9
作者：
Dechoum, Kaled;Rosales-Zarate, Laura;Drummond, Peter D.
通讯作者：
Drummond, Peter D.
影响因子：
19.6
作者：
A. Tikan;J. Riemensberger;K. Komagata;Simon Honl;M. Churaev;C. Skehan;Hairun Guo;R. N. Wang;Junqiu Liu;P. Seidler;T. Kippenberg
通讯作者：
A. Tikan;J. Riemensberger;K. Komagata;Simon Honl;M. Churaev;C. Skehan;Hairun Guo;R. N. Wang;Junqiu Liu;P. Seidler;T. Kippenberg
DOI：
--
发表时间：
1991
期刊：
影响因子：
--
作者：
A. Kuznetsov
通讯作者：
A. Kuznetsov
耦合非线性微腔中的谐振自脉动
影响因子：
2.9
作者：
V. Grigoriev;F. Biancalana
通讯作者：
F. Biancalana