Responsivity and stability of nonlinear exceptional point lasers with saturable gain and loss
Notice bibliographique
Résumé
The responsivity of perturbation sensing can be effectively enhanced by using higher-order exceptional points (EPs) due to their nonlinear response to frequency perturbations. However, experimental realization can be difficult due to the stringent parameter conditions associated with these points. In this work we study an EP laser composed of two coupled nonlinear resonators that uses nonlinearity to simplify these tuning requirements. This system demonstrates a distinct cube-root response in the steady-state lasing frequency, with a constant of proportionality that depends on the distribution of linear and saturable gain and loss. This design freedom enables several orders of magnitude higher responsivity than systems with a single nonlinear resonator, which have been previously explored. Maximizing responsivity also improves the robustness of sensing performance against parametric errors. These features are derived from coupled-mode theory and further supported by steady-state ab initio laser theory results at several nonlinear EPs. Through linear stability analysis, we also identify regions of instability within the class-A regime that arise due to mode competition, which can be induced by asymmetric passive losses. In the class-B regime, we show that the interplay between gain dynamics and detuning can lead to restabilization at slow relaxation rates or higher interresonator coupling rates. This regime could be used to increase the maximum achievable responsivity of the system.
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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 | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 ».