ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОРОГОВ ГЕНЕРАЦИИ ДЛЯ ОДНОКУБИТНОГО ЛАЗЕРА
Научная публикация
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОРОГОВ ГЕНЕРАЦИИ ДЛЯ ОДНОКУБИТНОГО ЛАЗЕРА
Автор(ы): Т. Б. Карлович
УДК: 535.14
Год издания: 2015
Дата загрузки: 03.02.2016
Загрузил(а): Левитская А. А.

Описание:
Вопрос о существовании порога генерации микролазера неоднократно обсуждался в литера-
туре последних лет. До сих пор не найдено строгих критериев, по которым можно судить о том,
находится ли микролазер в допороговом режиме работы или же в режиме генерации. Некоторые
авторы экспериментальных работ утверждают, что порог генерации для одноатомных лазеров и
подобных им систем вообще отсутствует, поскольку отсутствует излом в кривой зависимости
внутрирезонаторной амплитуды поля от амплитуды некогерентной накачки.
В данной работе определяются два порога генерации для модели однокубитного лазера. Такой
микролазер представляет собой систему, которая состоит из одного сверхпроводящего кубита (так
называемого островка), характеризующегося двумя зарядовыми состояниями: с избыточной куперов-
ской парой и без нее. Куперовская пара поступает на островок через контакт Джозефсона с электрода
земли. При этом частота перехода настроена в резонанс с расположенным рядом копланарным волно-
водом (резонатором), в результате чего возможно испускание фотона. Лазерный режим генерации со-
здается путем перекачки N куперовских пар на островок с последующим испусканием N фотонов.
В статье используется квантово-механический подход к определению порогов генерации одноку-
битного лазера на основе P- и Q-функций квазивероятности. Первый порог связан с генерацией излу-
чения с ненулевой амплитудой, а второй порог – с достижением единицы среднего числа внутрирезо-
наторных фотонов. Для случая высокодобротного резонатора получены аналитические выражения
для обоих порогов генерации. Обнаружено, что при определенном соотношении между параметрами,
описывающими однокубитный лазер, первый порог генерации «исчезает», так как генерация излуче-
ния с ненулевой амплитудой осуществляется при любой интенсивности некогерентной накачки.
Показано, что с увеличением параметра дефазировки возможен выход лазера из режима генерации.

Использование электронных материалов, размещенных на данном сайте, осуществляется на договорной основе. Разрешается использовать ресурсы в единичном экземпляре и исключительно в личных целях.



Физико-математические науки и информатика