Direct Observation of Whispering Gallery Mode Polaritons and Their Dispersion in a ZnO Tapered Microcavity
报道了在ZnO锥形回音壁微腔中直接观察到的强激子-光子耦合。利用不同偏振态的显微光致发光谱仪沿ZnO四脚体的锥形臂扫描激发,观察到了从弱相互作用区的纯WG光学模到强耦合区的激子极化激元的跃迁。用包含激子极化激元色散关系的平面波模型对实验结果进行了较好的描述。这提供了极化激元色散的直接映射,并且因此提供了不同激子与不同极化WG模式耦合的全面图片。
2008-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The antibunching effect of polaritons in a microcavity dimer
本研究对比单柱状微腔与强耦合双柱状微腔(极化激元二聚体)的极化激元反聚束效应,发现后者可产生显著反聚束并观测到极化激元阻塞效应。
2023-04-29 cond-mat.mes-hall
Towards room-temperature superfluidity of exciton polaritons in an optical microcavity with an embedded MoS$_2$ monolayer
通过考虑激子极化激元在嵌入二硫化钼单层的光学微腔中的驱动扩散动力学,我们确定了实验相关的参数范围,在该范围内可以观察到室温超流性。结果表明,在激光抽运功率为$P>600$ mW,俘获势强度为$k > 50$ eV/cm $^2$时,俘获极化激元气体中发生超流跃迁.我们还提出了一个简单的分析模型,提供了一个有用的估计的极化激元气体密度,这使得人们能够确定观察室温极化激元超流性的条件。
2016-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Grating-based microcavity with independent control of resonance energy and linewidth for non-Hermitian polariton system
激子-极化激元已经成为实现非厄米物理的新兴平台。该实施方式通常需要控制系统的本征模的实部和虚部。我们提出了一种实验方法来实现这一目的,使用微腔与亚波长光栅作为反射器。光栅的反射率和反射相位可以通过光栅的几何参数来改变,它们决定了极化激元模的能量和线宽。我们证明,这种方法允许广泛的可能的极化激元能量和线宽,适用于实现非厄米极化激元系统的耦合模式。
2022-08-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Phase diagram for condensation of microcavity polaritons: from theory to practice
最近在CdTe微腔中首次实现了极化激元凝聚[Kasprzak等人,Nature 443,409(2006)]。我们比较实验的相边界,为各种失谐和低温恒温器温度,从理论上发现的模型,该模型占的功能,如减少维数,内部复合结构,量子阱中的无序,极化激元极化激元相互作用,和有限的寿命。
2008-05-28 cond-mat.mes-hall
Build up of off-diagonal long-range order in microcavity exciton-polaritons across the parametric threshold
我们报告的自发的空间和时间相干性的光参量振荡器配置中产生的极化激元凝聚的实验研究,在参数阈值以下,并作为凝聚面积的函数。在阈值以上,我们获得了非常长的相干时间(高达3 ns)和空间相干性延伸到整个凝聚体(40 μm)。很长的相干时间及其对凝聚面积和泵浦功率的依赖性反映了极化激元-极化激元相互作用被等效于运动窄化的效应所抑制。
2011-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Long-lifetime Polariton BEC in a Microcavity with an Embedded Quantum Well and Graphene
利用Gross-Pitaevskii方程研究了长寿命激子极化激元的玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)在嵌入半导体量子阱或石墨烯层的高质量微腔中的传播.结果表明,在这些异质结构中,长寿命极化激元的BEC可以传播到0.5mm的距离,所得结果与最近的GaAs/AlGaAs微腔的实验观察一致。它表明,BEC密度的极化激元轨迹中的微腔与嵌入的石墨烯在大的距离从激发点是较高的微腔具有较高的介电常数。还预测,极化激元BEC在具有石墨烯的微腔中的传播是动态可调的,通过改变带隙能量,这使得它在集成光路中的应用是潜在有用的。
2013-04-12 cond-mat.mes-hall
Thermodynamics and linear response of a Bose-Einstein condensate of microcavity polaritons
在这项工作中,我们推导出一个理论的基础上相互作用玻色粒子的极化激元凝聚。特别地,我们通过将BEC的Hartree-Fock-Popov描述推广到两个耦合玻色场处于热平衡的情况,自洽地描述了线性激子-光子耦合和激子-非线性。用这种方法,我们计算了与密度有关的单粒子能谱、能量占位和相图。结果与现有的实验结果定量一致。然后,我们提出的方程的极化激元凝聚体的线性响应,我们预测的光谱响应系统的外部光学或机械扰动。
2008-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Polariton spin Faraday rotation dynamics in a GaAs microcavity
极化子自旋携带着激子和光子自旋的结合,表现为III-V族量子阱微腔系统中的圆极化发射度。自旋系统的弛豫过程是一个复杂的问题,因为它涉及到上极化激元支或下极化激元支,共振极化激元激发过程或非共振极化激元激发过程,以及粒子处于强耦合区或弱耦合区。本文报道了在GaAs单量子阱微腔中,利用泵浦-探测系统中共振激发的时间分辨极化激元光致发光,测量极化激元自旋法拉第旋转时间的实验结果。
2014-04-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Anomalous Quantum Propagation of Microcavity Exciton Polaritons
本文探究半导体微腔中激子极化子的量子传播,发现其反常现象偏离现有理论预测,通过标度理论揭示了一种区别于 Anderson 局域化的新局域化相,并验证了包含非线性与有限寿命的自洽理论。
2024-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Optically trapped exciton-polariton condensates in a perovskite microcavity
Institute of Experimental Physics, Faculty of Physics, University of Warsaw(华沙大学物理学院实验物理研究所);Łukasiewicz Research Network - Institute of Microelectronics and Photonics(卢卡谢维奇研究网络微电子与光子学研究所);Institute of Applied Physics, Military University of Technology(军事技术大学应用物理研究所);Institute of Physics, Polish Academy of Sciences(波兰科学院物理研究所);Science Institute, University of Iceland(冰岛大学科学研究所)
本研究在钙钛矿微腔中实现室温光学囚禁和高阶角谐波生成,通过非共振激发探索了凝聚态从花瓣状到波纹状的转变,为可重构非线性激光提供新途径。
2026-01-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Spin Hall effect for polaritons in a TMDC monolayer embedded in a microcavity
预测了嵌入微腔中的过渡金属二硫属化物(TMDC)单分子膜中极化激元的自旋霍尔效应。我们证明了两束反向传播的激光束入射到TMDC单层上,由于有效规范矢量和标量势的产生,可以偏转超流极化激元流。得到了无玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)的非相互作用极化激元和存在BEC和超流性的弱相互作用极化激元玻色气体的极化激元电导张量分量.结果表明,在同一个谷中的极化激元流是分裂的:\textit{A}和\textit{B}极化激元流的超流分量沿反向传播的光束向相反方向传播,而超流的法向分量则沿相反方向偏转并几乎垂直于光束传播.提出了在微腔中观察SHEP的可能性。
2019-01-17 cond-mat.mes-hall
Effects of polariton squeezing on the emission of an atom embedded in a microcavity
我们感兴趣的是单模腔中原子与半导体或绝缘体的极化激元相互作用的辐射特性。由于腔内的极化激元具有内禀压缩,我们讨论了压缩的极化激元基态如何改变原子的发射,以及如何获得腔外极化激元压缩的间接证据。
2018-07-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
The impact of microcavity wire width on polariton soliton existence and multistability
我们已经开发了一个模型的非线性极化激元动力学在现实的三维非平面微腔线的驱动耗散制度。我们发现,典型的微腔光学双稳态演化为多稳态的模型参数的变化。详细讨论了多稳态的起源。我们应用线性微扰分析调制不稳定性,并确定复合多模极化激元孤子的触发参量振荡器制度的本地化条件。此外,我们证明了稳定的极化孤子在倾斜和锥形波导中的传播,并确定了孤子仍然存在的最大倾斜角。此外,我们还研究了孤子振幅和速度对线宽的依赖关系,以期为量子光子器件的工程设计提供参考。
2017-03-16 cond-mat.mes-hall
A room-temperature electrical-field-enhanced ultrafast switch in organic microcavity polariton condensates
集成电光开关是现代光电子学发展的基本元件之一。激子极化激元是一种混合玻色子准粒子,具有激子和光子的独特性质,作为光子系统的一种结构,已经显示出很大的前景。对于这个系统,我们证明了一个显着的改善发射强度和冷凝阈值通过施加一个电场的微腔填充有机微带。我们的理论研究表明,电场使激子的偶极性和诱导的激子极化激元相互作用和极化激元寿命的增强。基于这些电场诱导的变化,在室温下实现了亚纳秒电场增强的极化激元凝聚态开关,为开发强光-物质耦合机制下的片上集成光子器件提供了基础。
2022-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Polariton Emission Characteristics of a Modulation-Doped Multiquantum-Well Microcavity Diode
研究了强耦合区极化激元-电子散射对电注入GaAs基量子阱微腔二极管性能的影响。通过用硅掺杂剂调制掺杂,在量子阱中引入电子气。据观察,极化激元-电子散射抑制在较低的极化激元分支的弛豫瓶颈。然而,在k处产生简并相干凝聚是不够的||~ 0和相干发射。
2012-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Dipolar polaritons in microcavity-embedded coupled quantum wells in electric and magnetic fields
本文精确计算了半导体耦合量子阱中的空间间接激子态以及它们与微腔光模耦合形成的极化激元。我们包括存在的电场和磁场施加垂直于量子阱平面。我们的模型预测存在的极化激元是在强耦合制度,并在同一时间拥有一个大的静态偶极矩。我们证明,特别是,一个磁场可以补偿减少时发生的光-物质耦合的电场印象中的偶极矩的极化激元。
2016-06-21 cond-mat.mes-hall
Fifteen years of microcavity polaritons
本文从1992年首次发现半导体微腔中的极化激元开始,综述了其物理学研究进展。在总结了早期的研究之后,当基本的光学性质被研究时,我们描述了与参量极化激元散射现象相关的重要结果,突出了它与非经典极化激元物理的联系。最后,我们展望了该领域的未来研究,重点是极化子量子集体现象和量子纳米器件的令人兴奋的发展
2008-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Spectrum and thermal fluctuations of a microcavity polariton Bose-Einstein condensate
发展了Hartree-Fock-Popov玻色粒子相互作用理论,用于模拟半导体微腔中经历玻色-爱因斯坦凝聚的激子-极化激元。线性激子-光子耦合和激子非线性的自洽处理提供了集体激发谱、极化激元能量位移和相图的热平衡描述。定量预测支持最近的实验结果。
2007-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Stochastic dynamics of microcavity polaritons
研究了半导体微腔中极化激元的含时凝聚和参量散射过程。基于一种新的随机格式,对这两种情况下的动力学进行了全面的分析。我们展示了如何描述系统的演化由一组随机微分薛定谔方程,平均再现确切的动态。此外,我们强调的作用,库仑相关中的极化激元动力学。阈值行为很好地捕捉本方法。结果与最近的实验观察完全一致。
2006-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Collective pairing of resonantly coupled microcavity polaritons
我们考虑了微腔极化激元在双极化激元费什巴赫共振附近调谐的可能相位。我们发现,以及定期极化激元超流相,一个“分子”超流存在,(准)长程序只对极化激元。我们描述了这种状态的实验签名。利用变分方法,我们找到了相图(临界温度,密度和激子光子失谐)。与超冷原子不同的是,分子超流体并不是天生不稳定的,我们的相图表明它在目前的实验中是可以实现的。
2014-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Semiclassical theory of excitonic polaritons in a planar semiconductor microcavity
我们提出了一个全面的理论描述量子阱激子极化激元嵌入在一个平面半导体微腔。量子阱激子的精确非局域介电响应被详细处理。考虑了量子阱中空穴子带的4-旋量结构,包括明显的能带混合效应。该方案是独立的,可以用来处理不同的半经典方面的微腔性能。作为一个例子,我们分析了不同激子的激子-腔模耦合的“选择”规则。
1999-11-23 cond-mat.mes-hall
Bragg Polaritons: Strong Coupling and Amplification in an Unfolded Microcavity
在一维布喇格结构中周期性地引入量子阱可以增强激子与电磁布洛赫波的相干耦合。我们证明了量子阱激子与光子晶体布拉格模在光子带隙边缘的强耦合,从而产生混合布拉格极化激元本征态。由此产生的布拉格极化激元分支与理论符合得很好,并允许演示布拉格极化激元参量放大。
2011-01-27 cond-mat.mes-hall
Superfluidity and collective properties of excitonic polaritons in gapped graphene in a microcavity
我们预测的形成和超流性的极化激元在光学微腔中形成的带隙石墨烯的激子嵌入那里和微腔光子。在石墨烯层中的带隙的存在下的激子的产生相关的拉比分裂得到。对集体激发和声速进行了分析。我们证明了Kosterlitz无相变相变的超流密度和温度是能隙的减函数。
2012-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Entanglement generation in microcavity polariton devices
微腔激子-极化激元中纠缠的产生是半光半物质准粒子特性的一个有趣应用。本文从理论上研究了它们在单腔、双腔和三腔中的发光动力学和纠缠形成。导出了极化激元-极化激元散射的一般表达式和选择定则。我们评估了一些可能的参数散射方案的纠缠,并确定实验上最有前途的。
2013-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Polariton linewidth and the reservoir temperature dynamics in a semiconductor microcavity
本文提出了一种确定微腔激子-极化激元系统中无辐射储层温度的方法。从理论上推导出了均匀极化激元线宽的一般关系式,并在实验上应用于该方法。在非共振脉冲激励下的GaAs微腔实验中,从极化激元线宽中提取了储层温度动力学。在第一纳秒内,储存器温度大大超过晶格温度,并决定了系统中主要过程的动力学。结果表明,对于非共振脉冲激发的GaAs微腔,极化激元玻色-爱因斯坦凝聚是典型的由极化激元-声子散射,而粒子间散射导致凝聚人口减少。
2014-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Quantum complementarity of microcavity polaritons
我们提出了一个实验,探测极化激元量子关联利用量子互补。具体地说,我们发现,在两个不同的空闲模式的极化激元干涉当且仅当他们共享相同的信号模式,使“哪一种方式”的信息不能被收集。实验结果证明了极化激元对关联的存在,这种关联存储了“哪条路”的信息。这种解释证实了量子朗之万方程的理论分析测得的干涉可见度。
2005-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Parametric Luminescence of Microcavity Polaritons
用解析方法确定了共振相干光泵浦微腔中激子-极化激元二维系统的光谱和色散发射特性。新的集体激发是由两个泵浦极化激元的散射产生的一个普通极化激元态和它的闲频之间的反常耦合引起的。相应的参数相关性由发射极和闲频粒子数激发,并非常有效地驱动发光。集体激发的固有性质决定了一种特殊的发射模式。
2000-10-25 cond-mat.mes-hall
Exciton-polaritons of a 2D semiconductor layer in a cylindrical microcavity
我们描述了激子极化激元模式之间的相互作用形成的二维层的过渡金属二硫族化物嵌入在一个圆柱形的微腔和微腔光子。为此,激子磁化率的半导体磁盘放置在垂直于微腔的轴的对称平面的表达式推导。半经典理论提供了极化子模式的色散关系,而量子力学处理的简化模型产生的Hopfield系数,测量耦合模式中激子-光子混合的程度。以单层MoS 2嵌入Si 3 N4柱为例,计算了态密度及其在光子子空间和激子子空间的投影.计算结果表明,一个强大的增强,对于某些频率,的总的和局部DOS(Purcell效应)所造成的二维层的存在。
2019-12-02 cond-mat.mes-hall
Stochastic resonance in collective exciton-polariton excitations inside a GaAs microcavity
我们首次在受限激子-极化激元中观察到随机共振现象。我们通过跟踪极化激元的行为,通过两个随机共振量化,即光谱放大因子和信噪比,证明了这一现象。研究了随机共振随周期激励信号调制幅度的演化规律。我们的实验观测结果很好地再现随机扰动下的Gross-Pitaevskii方程的框架内进行的数值模拟。
2014-07-17 cond-mat.mes-hall
Effects of Polariton Energy Renormalisation in the Microcavity Optical Parametric Oscillator
CW微腔光参量振荡器(OPO)状态的研究使用的理论处理,其中包括泵浦,信号和闲频人口的贡献的极化子能量的重正化(“蓝移”)。该理论预测了OPO开启的泵浦条件,表明需要> 10度的泵浦角,但对于泵浦、信号和闲频都处于谐振状态的“魔角”没有特别的意义。当泵浦功率增加到阈值以上时,信号和闲频重正化贡献还导致信号发射被驱动朝向正常方向。
2004-08-12 cond-mat.mes-hall
Nonlinear spectroscopy of exciton-polaritons in a GaAs-based microcavity
本文系统地研究了强耦合条件下GaAs基微腔中的双光子激发过程。我们观察到二次谐波产生共振的上,下极化激元的水平,这表现出很强的依赖于相应的极化激元的光子分数。此外,我们已经进行了双光子激发光谱,以确定$2p$激子状态,这是至关重要的操作作为太赫兹激光器件,这是最近提出的[A. V. Kavokin等人,物理修订信函\textbf{108},197401(2012)]。然而,不能识别出$2p$激子态的明显特征,这表明双光子泵浦效率低。
2014-08-05 cond-mat.mes-hall
Spin currents of exciton polaritons in a microcavity with (110)-oriented quantum well
研究了嵌入(110)量子阱微腔的偏振光学性质。在这种结构中激子极化激元的自旋动力学是由激子态的自旋轨道分裂的相互作用,这是奇数的面内动量,和腔模式的横向分裂,这是偶数的动量。我们演示了线偏振光泵浦产生极化激元自旋流,并分析了由此产生的腔面极化激元自旋织构。通过调节控制动量空间中极化激元分布的激发光斑大小,可以获得对称或非对称的自旋织构。
2015-07-22 cond-mat.mes-hall
Effect of interface disorder on quantum well excitons and microcavity polaritons
本文根据已有的实验结果,对量子阱中激子和平面半导体微腔中极化激元的线性光学响应理论进行了评述。对于量子阱激子,无序主要影响激子的质心运动,并在二维有效的薛定谔方程建模。对于极化激元,一个统一的模型占量子阱粗糙度和微腔厚度的波动。数值结果证实了极化激元主要受作用于光子分量的无序的影响,从而证实了现有的激子无序的影响的研究。极化激元局域化长度估计是在几微米的范围内,取决于振幅的障碍,与最近的实验结果一致。
2007-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Operation of a semiconductor microcavity under electric excitation
我们提出了一个微观理论的描述偏置控制操作的激子极化激元基异质结构,特别是,极化激元激光器。结合半导体异质结中电子和空穴的标量电势和费米准能量的Poisson方程、非相干激子库的Boltzmann方程和激子-极化子平均场的Gross-Pitaevskii方程,我们模拟了系统的动力学,使自由参数的数目最小化,并首次建立了理论阈值特性:粒子数与施加的偏压。这种方法,它也占非线性(激子-激子)相互作用,粒子寿命,并可以,在原则上,占任何弛豫机制的异质结构或极化激元损耗内的电荷载流子,允许完全描述现代实验极化激元传输和模型新设备。
2016-08-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
Dynamic Stark Effect in Strongly Coupled Microcavity Exciton-Polaritons
我们目前的实验观察的非共振动态斯塔克位移在强耦合微腔量子阱激子极化激元-一个系统,它提供了丰富的各种固态集体现象。利用飞秒泵浦-探测测量技术,在10 K的GaAs/AlGaAs系统中证实了斯塔克效应,当泵浦能量密度为2 mJ cm ^-2,红光失谐量为50 meV时,蓝移接近meV量级,与理论符合得很好。强耦合极化激元Rabi双重态的能级结构不受蓝移的影响。所展示的效果应该允许产生超快的密度无关的潜力和印刷定义良好的相位分布极化激元凝聚,提供了一个强大的工具,这些凝聚物的操作,类似于冷原子系统中的偶极电位。
2012-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Signature of the microcavity exciton-polariton relaxation mechanism in the polarization of emitted light
我们已经进行了实和动量空间自旋相关的光谱自发形成的激子极化激元凝聚的非共振泵浦计划。在线偏振泵浦下,我们的结果可以用两态模型中自旋相关的玻尔兹曼方程来理解。这表明,弛豫到基态发生后,多个声子散射事件和只有一个极化激元-极化激元散射。对于循环泵浦的情况下,其中只有一个自旋的激子被注入,观察到瓶颈效应,这意味着低效的弛豫。
2009-05-11 cond-mat.mes-hall
Drag effects in the system of electrons and microcavity polaritons
发展了光学微腔中耦合量子阱中空间分离的电子和激子系统的拖曳效应理论。结果表明,在低温下的电子流诱导(正常分量)极化激元流,因此,沿腔的光子的运输。然而,由极化激元流拖动的电子流被强烈抑制低于极化激元超流转变温度,因此,强烈抑制的诱导电子流表明极化激元的超流性。因此,可以通过测量电子子系统中的电流或电压来研究极化激元的输运性质。在高温下,我们研究了激子-电子拖曳效应。在高温区,一方面,一个量子阱中的电流的存在诱导了另一个量子阱中的激子流,另一方面,一个量子阱中的电子电流通过电子对激子的拖拽诱导了另一个量子阱中的激子流.计算并分析了极化激元-电子系统的阻力系数。我们讨论了在电子和微腔极化激元系统中可能的拖曳效应的实验观察,这也允许观察腔极化激元的超流性。
2010-08-29 cond-mat.mes-hall
Magnetic field tuning of exciton polaritons in a semiconductor microcavity
详细研究了半导体微腔中磁场对激子-极化激元的影响。磁场可以用作激子和光子共振的调谐参数。讨论了磁致失谐引起的激子能量、振子强度的变化以及极化激元密度沿色散曲线的重新分布。我们已经观察到,场致收缩的激子波函数有一个直接的影响,不仅对激子振子的强度,这是观察到增加与磁场,但也对极化激元线宽。我们讨论了塞曼分裂对极化激元的影响,极化激元的大小随激子Hopfield系数的变化而变化,并且可以用激子的两个自旋分量与腔光子的独立耦合来模拟。
2014-11-28 cond-mat.mes-hall
High-temperature tunable superfluidity of polaritons in Xene monolayers in an optical microcavity
在一个长度可调的开放光学微腔中,研究了硅烯、锗烯和锡烯(Xenes)单分子膜在外加电场作用下的可调谐极化激元。垂直于Xene单层的平面施加的外部电场同时改变带隙和激子结合能,而开放微腔的可变长度允许保持激子和腔光子模式共振。首先,求解单分子层中电子和空穴的薛定谔方程,得到激子的本征能和本征函数随外加电场的变化关系。分析了极化激元的拉比分裂和腔光子阻尼等性质与外电场和腔长的关系。计算了极化激元的Berezinskiii-Kosterlitz-BKT转变温度随外加电场的变化。我们分析并提出了一个室温超流体的条件,同时最大化的拉比分裂和BKT转变温度较低的极化激元。
2019-03-23 cond-mat.mes-hall
Coherence expansion and polariton condensate formation in a semiconductor microcavity
利用杨氏双缝实验研究了在高Q GaAs微腔中极化激元玻色-爱因斯坦凝聚条件下,3 ps脉冲激发下极化激元系统的一阶空间相干性g(1)展开的动力学过程.结果发现,在凝聚体形成过程中,相干性以约10^8 cm/s的恒定速度扩展。在凝析油密度增长过程中,测得的相干性小于热平衡系统中的相干性,而在凝析油密度衰减结束时,测得的相干性大大超过热平衡系统中的相干性。空间相干性的发生是由极化激元弛豫,而凝聚体的振幅和相位波动不受抑制。
2013-04-17 cond-mat.mes-hall
Terahertz emission from multiple-microcavity exciton-polariton lasers
半导体微腔中激子-极化激元分支之间的太赫兹发射预期在极化激元激光机制中被强烈激发,这是由于处于较低状态的粒子的高密度(终态激发效应)。然而,非辐射散射过程使上能级减少,极大地阻碍了这种太赫兹源的效率。在这项工作中,我们提出了一个新的计划,使用多个微腔和利用位于激子水平以下的两个带间极化激元分支之间的过渡。我们比较了单腔和双腔器件中的非辐射过程损耗率,并且我们表明,在后者中可以实现显著降低,从而提高太赫兹发射的效率。
2015-03-26 cond-mat.mes-hall
Kinetic theory of non-equilibrium condensation of microcavity polaritons
在库仑相互作用和极化激元-声子相互作用的共同作用下,我们发展了一个微腔极化激元的动力学理论。我们研究了在高能量态的稳态非相干激发下,凝聚态粒子在最低极化激元态的宏观种群的增长。在Hartree-Fock-Bogolubov框架下处理库仑哈密顿量得到的集体激发谱对极化激元凝聚动力学有很强的影响。特别地,对于高于凝聚阈值的激发强度的值,从凝聚物散射到集体激发模式导致耗尽凝聚物的强量子涨落。基于一个少层方案的数值计算表明,凝析分数预计将低于1,甚至远高于阈值。随着系统尺寸的增加,极化激元量子涨落的作用变得占主导地位,最终防止系统尺寸大于100微米时发生冷凝。
2006-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Ultrafast Thermal Modification of Strong Coupling in an Organic Microcavity
本文通过非共振红外激发有机微腔,利用金属镜中电子超快加热改变折射率并调控强耦合条件,证明腔极化激元可作为非平衡热现象的灵敏探针。
2020-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Spin Textures of Polariton Condensates in a Tunable Microcavity with Strong Spin-Orbit Interaction
我们报告了一个扩展的家庭的自旋纹理共存模式的零维极化激元凝聚空间限制在可调开放微腔结构。光子自旋和角动量之间的耦合在开放腔结构中得到增强,导致携带量子化自旋涡旋的极化激元凝聚产生新的本征态。取决于腔限制势的强度和各向异性以及自旋-轨道耦合的强度,这可以通过激子/光子分数来调谐,冷凝物发射表现出自旋涡旋状图案或线性偏振,与理论建模非常一致。
2015-04-09 cond-mat.mes-hall
Valley polarization of exciton-polaritons in monolayer WSe2 in a tunable microcavity
过渡金属双硫族化合物单层膜具有很强的激子共振,是研究光-物质相互作用的一个非常有趣和通用的平台。在这项工作中,我们报告了一个强耦合制度的激子在单层WSe 2和光子限制在一个开放的,电压可调的电介质微腔。我们的系统的可调谐性,使我们能够扩展激子极化激元状态在很宽的能量范围内,特别是,使激子组件的较低的极化激元模式到共振与其他激子在单层WSe 2过渡。通过选择性激发自旋极化激子-极化激元,我们证明了当下支极化激元与单层WSe_2中的亮trion态共振时的谷极化和当它们与暗trion态共振时的谷去极化.
2018-09-25 cond-mat.mes-hall
Jitter of condensation time and dynamics of spontaneous symmetry breaking in a gas of microcavity polaritons
通过测量单脉冲激光激发下GaAs微腔的光致发光动力学,研究了微腔极化激元玻色-爱因斯坦凝聚的统计特性。我们直接观察到波动(抖动)的极化子凝聚的开始时间和模型使用主方程的占有概率。冷凝开始时间的抖动是冷凝物形成的固有特性,其幅度近似等于冷凝物密度的上升时间。通过测量二阶关联函数$g^{(2)}(t_1,t_2)$,我们研究了在相反的圆偏振或线偏振下凝聚体发射之间的时间相关性。极化子凝聚伴随着自发对称性破缺,这是由随机(即,从脉冲到脉冲变化)冷凝物发射的圆偏振和线偏振。与线偏振度相反,圆偏振度通常在凝聚衰变过程中改变其符号。
2019-01-28 cond-mat.mes-hall
Non-Hermitian polariton-photon coupling in a perovskite open microcavity
本研究利用钙钛矿晶体与分布式布拉格反射器构成双微腔,实现非厄米极化激元-光子耦合,展示可调谐非互易特性及奇异点观测,理论与实验吻合。
2024-08-21 cond-mat.mes-hall physics.optics
Generation of Anti-Stokes Fluorescence in a Strongly Coupled Organic Semiconductor Microcavity
我们探讨了强耦合有机染料微腔在共振基态激发下产生的反斯托克斯荧光。我们观察到极化激元发射沿较低的极化激元分支,与我们的结果表明,这个过程涉及到激子水库的回报和吸收的热能从分子中的振动激发基态。我们推测,人口的“热”极化激元的产生增强的事实,腔抑制斯托克斯位移荧光的发射,因为它是位于积极低于腔的截止频率。
2018-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exciton-Polaritons in Hybrid Inorganic-organic Perovskite Fabry-Pérot Microcavity
激子-极化激元在半导体微腔中产生的长程空间相干和玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)等效应在低阈值激光、涡旋和慢光等方面具有潜在的应用价值。进一步探索具有更强激子-光子相互作用强度的新型半导体微腔具有广泛的应用前景。在此,我们证明了室温光子激子强耦合在混合无机-有机CH_3 NH_3 PbBr_3 Fabry-Pérot微腔的第一次。真空Rabi分裂能量高达~390 meV,这归因于光学微腔中大的振子强度和光子约束。随着抽运能量的增加,载流子屏蔽效应使激子-光子耦合强度减弱,导致产生光子激光而不是偏振激光。钙钛矿微腔中光子和激子之间的强耦合将有助于开发高性能的基于极化激元的非相干和相干光源,非线性光学和慢光应用。
2017-08-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
Imaging surface plasmon polaritons using proximal self-assembled InGaAs quantum dots
我们目前的光学调查的混合等离子体纳米系统组成的光刻定义的等离子体金波导或分束器的GaAs衬底耦合到近端自组装InGaAs量子点。我们设计了一种样品结构,使我们能够精确地调整量子点和样品表面之间的距离在纳米制造过程中,并证明了非辐射过程不起主要作用的分离下降到$\sim 10 nm$。聚焦在等离子体纳米结构的一端上的偏振激光束产生传播的表面等离子体激元,其继而在传播期间在GaAs衬底中产生电子-空穴对。这些自由载流子随后被表面下的量子点$\sim 25 nm$捕获,从而产生发光。光谱积分的量子点发光的强度用于对传播的等离子体激元模式成像。随着波导宽度从$5 μm$减小到$1 μm$,我们清楚地观察到在远端波导端的不同等离子体模式,使得它们能够在真实空间中直接成像。该成像技术应用于等离子体分束器,当相互作用长度$L_i$变化时,该等离子体分束器有助于确定两个分束器输出端口之间的分束比。对于激发能接近GaAs带边的$L_i\sim 9\pm1 μm$和$1 μm$宽波导,观察到$50:50$的分束比。我们的实验结果与波导和分束器的模式分布和时域有限差分模拟结果吻合得很好。
2014-05-26 cond-mat.mes-hall physics.optics
An acoustic black hole in a stationary hydrodynamic flow of microcavity polaritons
我们报道了超流流体动力学效应的实验研究,在一维极化激元流体沿横向图案化的半导体微腔流动,并击中一个微米级的工程缺陷。在高激发功率下,在极化激元动力学中观察到超流传播效应,特别是,在缺陷位置形成尖锐的声学视界,分离亚音速和超音速流动的区域。我们的实验结果定量再现广义Gross-Pitaevskii方程的基础上的理论计算。通过光子相关测量来观察霍金辐射的前景被阐明。
2014-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Electrically reconfigurable dipolar polaritons with highly tunable nonlinearity in a homobilayer microcavity
Tsinghua University(清华大学);University of Washington(华盛顿大学);Beijing Academy of Quantum Information Sciences(北京量子信息科学研究院);National Institute for Materials Science(国立材料研究所);Nanyang Technological University(南洋理工大学);Frontier Science Center for Quantum Information(量子信息前沿科学中心)
本研究通过双门双层MoS2微腔实现电可调双极子极子,利用量子受限史瓦格效应调节色散和光-物质耦合强度,实现七倍极子-极子相互作用增强,为可编程相关many-body状态提供新平台。
2026-09-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Observation of bright polariton solitons in a semiconductor microcavity
微腔极化激元是一种半光半物质的复合准粒子,具有丰富的物理性质,如非平衡玻色-爱因斯坦凝聚、参量散射和超流性等。与此同时,极化激元在信息处理应用中比光子具有一些重要的优势,因为它们的激子分量导致较弱的衍射和较强的粒子间相互作用,这分别意味着非线性功能的更紧密的局域化和更低的功率。本文首次在强耦合半导体微腔中观测到了亮极化激元孤子。极化激元孤子被证明是无衍射的高密度波包,这是强烈的本地化在真实空间中与相应的宽频谱的动量空间。与玻色凝聚超冷原子气体等其他物质波系统中已知的孤子不同,它们是非平衡的,依赖于损耗和外部泵浦之间的平衡。微腔偏振激元孤子在皮秒时间尺度上被激发,因此与其仅具有纳秒响应时间的光对应物半导体腔激光器(VCSEL)相比,微腔偏振激元孤子对于超快开关和信息传输具有显著的益处。
2011-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.quant-gas