通过耗散耦合凝聚体中的极限环产生微频梳

摘要： 自持振荡（极限环）是高维相空间非线性动力系统特有的基本现象，它能帮助理解自然、社会及工程系统中广泛的循环过程。我们发现约瑟夫森耦合破缺后，耦合极化激元腔中会形成极限环并产生频率梳发射。这种极限环与约瑟夫森耦合的破坏，均源于强极化激元间相互作用与腔耦合耗散效应的共同作用。由此产生的凝聚体非线性动力学特征表现为：两凝聚体间不对称的粒子数分布、非平庸的平均相位差，以及振幅和相位的周期性调制——后者体现为新等间距频率成分的相干发射。该发射光谱虽类似微频率梳，但其产生机制与现有频率梳存在本质差异，且能在远低于常规半导体激光阈值的功率输入下实现非共振激发。梳齿间距由相互作用强度与耦合强度决定，最高可调至太赫兹量级。本研究确立了耦合极化激元腔作为研究丰富非线性动力学现象的实验平台。