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Physical review letters2023May05Vol.130issue(18)

ハイゼンベルク制限レーザーのコヒーレンスとサブポワソニアンの間にトレードオフはありません

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文献タイプ:
  • Journal Article
概要
Abstract

レーザーコヒーレンスCへのハイゼンベルクの制限C-レーザービームの最大で人口の多いモードの光子の数は、レーザー内の励起数の4番目の出力です。この上限スケーリングの以前の証明を一般化し、ビーム光子統計がポアソン語であるという要件を削除します(つまり、マンデルのq = 0)。次に、cと亜毒性(q <0)の関係がトレードオフではなくwin-winであることを示します。半ユニタリーゲイン(Q→-1を許可する)での通常の(非マルコビアン)ポンピングと、最適化されたゲインでランダム(マルコフ)ポンプの両方で、Qが最小化されるとCが最大化されます。

レーザーコヒーレンスCへのハイゼンベルクの制限C-レーザービームの最大で人口の多いモードの光子の数は、レーザー内の励起数の4番目の出力です。この上限スケーリングの以前の証明を一般化し、ビーム光子統計がポアソン語であるという要件を削除します(つまり、マンデルのq = 0)。次に、cと亜毒性(q <0)の関係がトレードオフではなくwin-winであることを示します。半ユニタリーゲイン(Q→-1を許可する)での通常の(非マルコビアン)ポンピングと、最適化されたゲインでランダム(マルコフ)ポンプの両方で、Qが最小化されるとCが最大化されます。

The Heisenberg limit to laser coherence C-the number of photons in the maximally populated mode of the laser beam-is the fourth power of the number of excitations inside the laser. We generalize the previous proof of this upper bound scaling by dropping the requirement that the beam photon statistics be Poissonian (i.e., Mandel's Q=0). We then show that the relation between C and sub-Poissonianity (Q<0) is win-win, not a tradeoff. For both regular (non-Markovian) pumping with semiunitary gain (which allows Q→-1), and random (Markovian) pumping with optimized gain, C is maximized when Q is minimized.

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