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A scalar product for the radiation of resonant modes

Paszkiewicz-Idzik, Maria ORCID iD icon 1; Rebholz, Lukas ORCID iD icon 2; Rockstuhl, Carsten ORCID iD icon 2; Fernandez-Corbaton, Ivan ORCID iD icon 3
1 Scientific Computing Center (SCC), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Institut für Theoretische Festkörperphysik (TFP), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
3 Institut für Nanotechnologie (INT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract:

We introduce the conformally-invariant scalar product, originally devised for radiation fields, to the study of the modes of optical resonators. This scalar product allows one to normalize and compare resonant modes using their corresponding radiation fields. Such fields are polychromatic fields free of divergences, which are determined from the complex frequencies and the modal fields on the surface of the resonator. The scalar product is expressed as surface integrals involving the modal fields, multiplied by closed-form factors incorporating the complex frequencies. In a practical application, we study the modes of disk-shaped whispering gallery resonators, and show that the proposed scalar product accurately predicts the geometry-dependent crossings and anti-crossings between modes.


Volltext §
DOI: 10.5445/IR/1000183419
Veröffentlicht am 25.07.2025
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Nanotechnologie (INT)
Institut für Theoretische Festkörperphysik (TFP)
Scientific Computing Center (SCC)
Sonderforschungsbereich 1173 (SFB 1173)
Publikationstyp Forschungsbericht/Preprint
Publikationsmonat/-jahr 07.2025
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 2365-662X
KITopen-ID: 1000183419
Verlag Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Umfang 10 S.
Serie CRC 1173 Preprint ; 2025/34
Projektinformation SFB 1173, 258734477 (DFG, DFG KOORD, SFB 1173/3)
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