Неэрмитовые оптические системы: принцип причинности, фазовые переходы

При описании оптических систем часто используют формализм матрицы рассеяния, зависящей от частоты падающего излучения. В случае эрмитовых систем матрица рассеяния всегда удовлетворяет критериям причинности. В случае же неэрмитовой системы матрица рассеяния может иметь особенности в верхней полуплоскости комплексных частот, что указывает на неприменимость линейного подхода к описанию такой оптической системы. Не применимость линейного подхода  при любой амплитуде падающего излучения означает, что в системе происходит генерация электромагнитного поля. Таким образом, возникновение особенностей матрицы рассеяния в верхней полуплоскости комплексных частот является критерием начала лазерной генерации. В докладе будет обсуждаться применение формализма матрицы рассеяния для определения порога лазерной генерации в различных системах: усиливающий слой, фотонный кристалл, содержащий усиливающую среду, PT-симметричные оптические системы. Также, в рамках формализма матрицы рассеяния, будет рассмотрен фазовый переход в PT-симметричных оптических системах.