Theory of photon statistics and optical coherence in a multiple-scattering random-laser medium
Notice bibliographique
Résumé
We derive the photon-number probability distribution and the resulting degree of second-order optical coherence for light emission from a uniformly distributed active species within a multiple-light-scattering medium. This is obtained from a master equation describing the probability distribution for photons in the vicinity of position r, traveling with a wave vector k, related, in turn, to a coarse-grained average of the optical Wigner coherence function. Using a simple model for isotropic, spatially uncorrelated scatterers, this reduces to a generalization of the master equation of a conventional laser in which the medium behaves like a random collection of low-quality factor cavities that are coupled by photon diffusion between a given cavity and its neighbors. Laserlike coherence, on average, is obtained in the random laser above a specific pumping threshold. Photon-number statistics above and below the lasing threshold are computed by first assuming that the atomic response to the local electromagnetic fields is nearly instantaneous. Corrections to this simple model, arising from nonadiabatic atomic dynamics, are then estimated. The dependence of the photon statistics on scatterer density, gain concentration, and position within a sample reveal that, on average, increase of the scattering strength (decrease of the photon transport mean free path) in the medium leads to a sharper peak in the local photon-number distribution, characteristic of increased local coherence in the optical field. We also evaluate the coherence of the output field at points outside the random-laser medium. This is a weighted average of radiation emitted at different positions in the sample, exhibiting varying degrees of coherence due to variations in the local pumping intensity.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».