Dissipative structures of quantized vortices in a coherently pumped polariton superfluid
研究了相干泵浦激子-极化激元超流体的稳态。随着泵浦参数的改变，均匀系统的平移对称性自发破缺，形成各种稳定的量子化涡旋。这是具有连续泵浦的非平衡耗散系统所特有的。
2013-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Generation, propagation and control of quantized vortices and dark solitons in polariton superfluids
激子-极化激元是由激子和光子之间的强耦合机制产生的准粒子。在平面微空穴中，可以观察到超流性或玻色-爱因斯坦凝聚等现象。这些系统已被证明是非常有效的流体动力学产生的拓扑激发，如涡反涡对或暗孤子。然而，这些激发的寿命和运动受到系统的驱动耗散性质的限制。在这篇论文中，我们提出了丰富的各种结果的产生和控制这样的拓扑激发。利用我们系统中存在的光学双稳性，我们能够极大地增加在结构缺陷后产生的涡旋和孤子的传播长度，同时揭示了平行传播的孤子的一种意想不到的束缚机制。这种行为是在一个专门设计的实验中恢复的，在这个实验中，我们人工地将暗孤子对按需印在极化激元超流体上。我们的技术的适应性允许对这种现象进行详细研究，我们直接将其与我们系统的驱动耗散性质联系起来。最后，在静态极化激元流体中，在导光通道中产生了受限暗孤子。流动的缺乏导致横向蛇不稳定性的发展，我们研究了有趣的属性。
2021-02-03 cond-mat.quant-gas
Stability of vortices in exciton-polariton condensates with spin-orbital-angular-momentum coupling
本文将自旋-轨道角动量耦合推广到双组分极化激元BEC，研究有限尺寸圆泵浦下涡旋构型的稳定性，发现拉曼耦合会扭曲规则涡旋晶格，而中心涡旋对保持稳定。
2024-05-04 cond-mat.quant-gas quant-ph
Creation and manipulation of stable dark solitons and vortices in microcavity polariton condensates
孤子和涡旋在不同的物理系统中得到了广泛的关注，因为它们在信息存储，处理和通信中提供了潜在的用途。在半导体微腔中的激子-极化激元凝聚体中，可以光学地产生孤子和涡旋。然而，暗孤子是不稳定的，涡旋不能在空间上控制。在目前的工作中，我们证明了存在稳定的暗孤子和涡旋下的非共振非相干激发的极化激元凝聚与一个简单的空间周期泵。在一维中，我们表明，一个额外的相干光脉冲可以被用来创建或销毁一个暗孤子在一个控制的方式。在两个维度，我们证明了相干光束可以用来移动一个漩涡的晶格上的一个特定的位置或设置成运动，通过简单地切换周期性的泵结构从二维（晶格）到一维（条纹）。我们的理论研究结果打开了令人兴奋的可能性，光学按需产生和控制的暗孤子和涡旋的极化激元凝聚。
2017-03-23 cond-mat.quant-gas physics.optics
Formation dynamics of exciton polariton vortices created by non-resonant annular pumping
本文研究了亚皮秒环形激光脉冲在全光非共振激发环形阱中激子极化激元涡旋的自发形成。由于这些涡旋发出的光携带对应于其拓扑电荷的轨道角动量（OAM），我们应用专用的OAM光谱技术来检测具有皮秒时间分辨率的测量信号的OAM。这使我们能够识别OAM模式的形成，并研究涡旋形成过程的动力学。我们还研究了这个过程的功率依赖性，以及环直径如何影响OAM模式的形成。
2020-06-03 cond-mat.quant-gas physics.optics
Spontaneous and triggered vortices in polariton OPO superfluids
本文利用具有泵浦和衰减的两分量Gross-Pitaevskii方程研究了光参量振荡器（OPO）体系中的非平衡极化激元超流体。我们确定了一个政权以上的OPO阈值，系统发生自发对称性破缺，是不稳定的涡旋形成没有任何驱动旋转。稳定的涡旋解决方案不同于亚稳态的;后者可以持续OPO超流体，但只能被外部触发。自发和触发涡的特点是广义愈合长度，指定的OPO参数。
2010-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Parity breakdown, vortices, and dark soliton states in a Bose gas of resonantly excited polaritons
预测了旋量玻色气体宇称击穿的一种新机制，它使单模态的极化激元自发地分裂成不同的极化畴，并在界面处相互湮灭。在极化激元线中，这种界面是一种可以在空间中无耗散地运行的暗孤子。在平面腔中，正交偏振分量的相位差绕芯体旋转一整圈，从而产生量子化涡旋。耦合的涡旋-反涡旋对和直丝可以形成类似于玻色-爱因斯坦凝聚体和超导体。然而，即使对于单个涡旋，旋转对称性也被打破，这使得它们在大尺度上相互作用并形成内部有序结构。如果自旋耦合速率大大超过衰变速率，这些状态就会在共振激发下形成。
2019-09-22 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Spontaneous generation, enhanced propagation and optical imprinting of quantized vortices and dark solitons in a polariton superfluid: towards the control of quantum turbulence
在共振泵浦极化激元超流体中，我们最近探索了一种新的机制，该机制基于极化激元系统的双稳性，以增强极化激元流体在宏观距离上的传播。这种技术与全光压印方法一起允许产生和控制各种拓扑激发，如量子化涡旋和暗孤子。新实验方案的灵活性和可扩展性为系统研究光驱动耗散量子流体中的量子湍流开辟了道路。在这篇文章中，我们回顾了双稳态增强传播和印迹技术的基本工作原理，我们讨论了主要取得的成果，以及最有前途的未来研究方向。
2021-02-01 cond-mat.quant-gas quant-ph
Sustained propagation and control of topological excitations in polariton superfluid
我们提出了一个简单的方法来补偿在极化激元超流体的损失。基于弱支撑场，它允许以最小的能量代价扩展共振驱动极化子超流体的传播。此外，这种基于光学双稳性的设置导致由谐振驱动施加的相位约束的显著释放。这一释放，连同宏观极化激元传播，提供了一个独特的机会，研究拓扑激发的极化超流体，如量子化涡旋和暗孤子的流体动力学。我们数值研究了如何支持超流流的相干场与涡的相互作用，以及如何可以用来控制它们。有趣的是，我们表明，标准的流体力学不适用于这种驱动耗散流体和新的行为被确定。
2017-10-02 cond-mat.quant-gas
Propagating wave-packets and quantised currents in coherently driven polariton superfluids
我们研究了传播极化激元波包的性质及其与双电荷涡旋稳定性的关系。波包传播和相关的光致发光光谱表现出丰富的行为依赖于激发制度。我们表明，由于非二次极化激元色散，双电荷涡旋是稳定的，只有当启动在波包以小速度传播。以较大速度传播的涡旋，或直接印入偏振激元光参量振荡器（OPO）信号和闲频的涡旋，总是不稳定的分裂。
2010-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Injection of orbital angular momentum and storage of quantized vortices in polariton superfluids
我们报告的实验研究和理论建模的旋转极化激元超流体依赖于一个创新的方法注入角动量。这种新颖的多泵浦注入方法使用四个相干激光器排列成正方形，共振地产生四个向内传播的极化激元种群。对超流的传播方向的控制允许注入可控的非量化量的光学角动量。当中心的密度低到足以忽略极化激元-极化激元相互作用时，与干涉图样相关的光学奇点在相位中可见。在强非线性极化激元-极化激元相互作用产生的超流区，干涉图样消失，只有同号涡旋存在。值得注意的是，可以通过控制由泵注入的角动量来控制超流区域内的涡流的数量。
2016-04-18 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Interactions and scattering of quantum vortices in a polariton fluid
量子涡旋是经典涡旋的量子化形式，在超流和超导体相变中起着重要作用。然而，他们在开放量子系统中粒子水平上的探索直到最近才获得了相当大的关注。在这里，我们研究涡旋对相互作用的共振极化激元流体中产生的固态微腔。通过跟踪皮秒时间尺度上的旋涡，我们揭示了非线性的作用，以及密度和相位梯度，在驱动它们的旋转动力学。当在两个自旋分量之间播种相反的涡度时，这种效应也是复合自旋涡旋分子分裂成基本半涡旋的原因。值得注意的是，我们还观察到，靠近放置的漩涡会经历一种推拉情景，导致不寻常的类似散射的事件，这些事件可以通过可调的有效势来描述。理解涡旋相互作用在量子流体力学和基于涡旋的晶格、陀螺仪和逻辑器件的开发中是有用的。
2018-07-13 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Dissipative Josephson vortices in annular polariton fluids
我们考虑由激子-极化激元玻色子凝聚体形成的两个同心环。通过作用于第二个环形极化激元凝聚体，可以操纵其中一个环中极化激元的圆形超流。具有不同拓扑电荷的环之间的复杂耦合触发稳定的约瑟夫森涡旋（JVs）的成核，其被揭示为环之间的相对相位的角度依赖性的拓扑缺陷。由于耦合强度的不同，JV的结构决定了内外环平均角动量的差异。在耦合消失时，凝聚体独立旋转，表明它们的缠绕数没有相关性。在中度耦合下，尽管缠绕数不匹配，但两个凝聚体之间的相互作用倾向于使它们的平均角动量相等，这表明存在阻力效应的现象。在临界耦合强度以上，通过相位滑移事件建立同步旋转。
2021-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Twist of generalized skyrmions and spin vortices in a polariton superfluid
我们研究了自旋涡旋和Skyrmions相干压印到平面半导体微腔中的激子-极化激元凝聚体。我们证明了偏振各向异性的存在下，可以诱导这些结构化的拓扑结构的复杂的动力学，导致其上的庞加莱球的偏振的circuitation扭曲。结果的理论描述进行了广义量子涡旋的概念，在两个组件的超流体，这是共形的极化环周围的任意轴的赝自旋空间。
2016-12-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Spatial pattern formation and polarization dynamics of a nonequilibrium spinor polariton condensate
半导体中的准粒子--如微腔极化激元--可以形成凝聚体，其中稳态密度分布由泵浦和衰变的平衡决定。通过考虑极化激元凝聚体的极化自由度，并考虑外加磁场的影响，我们从理论上讨论了极化动力学与泵浦衰变凝聚体空间结构之间的相互作用.如果空间结构被忽略，这个动力学有吸引子，线性极化凝聚（不动点），和desertified解决方案（极限环），与一系列的双稳态。考虑到围绕固定点的空间涨落，集体自旋模式可以是扩散的、线性色散的或带隙的。包括空间结构在内，自旋分量之间的相互作用可以影响涡旋的动力学;产生稳定的涡旋复合物和具有同向和反向旋转偏振的稀疏脉冲;并增加偏振动力学的可能极限环的范围，不同的吸引子显示不同的空间结构。
2009-11-23 cond-mat.quant-gas
Topologically driven Rabi-oscillating interference dislocation
量子涡旋是经典涡旋的量子化版本。它们的中心是一个相奇点或涡核，粒子流作为一个整体围绕它循环，这在超流体、凝聚体和光学领域是典型的。然而，对相干耦合系统中相位奇点运动的研究仍在进行中。我们从理论上分析了光与物质之间的强耦合制度中的干涉位错的传播，具有较强的质量不平衡，对应于微腔激子-极化激元的情况。为此，我们利用涡旋和紧密聚焦的高斯光束，这是通过共振脉冲泵浦引入的组合。我们发现，位错起源于自干涉条纹，由于非抛物色散的极化激元结合移动拉比振荡涡。在Poincaré空间中分析了与极化激元态相关的赝自旋的奇异性形态。由于极化激元系统的正常模式之间的重叠的损失，所产生的光束携带具有衰减振荡的轨道角动量。
2022-03-08 cond-mat.quant-gas
Robustness and observability of rotating vortex-lattices in an exciton-polariton condensate
激子-极化激元凝聚显示出各种有趣的图案形成行为，特别是当被限制在势阱中时。先前已经预测，由于谐波阱中的表面不稳定性，将自发地形成相同符号的三角形格子涡旋。然而，自然无序，偏离圆对称的外部电位，或高阶项修改动力学方程可能都有不利的影响和不稳定的圆形轨迹的漩涡。在这里，我们解决这些问题，通过表征的鲁棒性的涡旋晶格对无序和变形的捕获潜力。由于大多数实验使用时间积分测量，因此很难直接观察旋转的涡格或将其与无涡状态区分开来。我们建议如何克服这些困难，并提出了一个实验可行的干涉成像计划，将允许检测旋转涡格。
2012-04-18 cond-mat.quant-gas
From Nodeless Clouds and Vortices to Gray Rings and Symmetry-Broken States in Two-Dimensional Polariton Condensates
我们考虑了准二维极化激元凝聚体在泵浦和非线性阻尼作用下的无节点态和基本非线性激发（如涡旋）的存在性、稳定性和动力学性质.我们发现了一系列有趣的特征，这些特征可以直接与典型的超冷碱原子玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的情况进行对比。对于相当大的参数范围内，在与早期的研究结果，无节点状态变得不稳定的形成{ \em稳定}非线性单或多涡激。单涡的潜在的不稳定性也被检查，并发现具有类似的特点，无节云。我们还报告说，与已知的情况相反，例如，对于原子BEC情况，在适当的参量范围内，可以发现极化激元凝聚的{ \it stable}静止灰环（可以认为是Nozaki-Bekki空穴的径向形式）。然而，在其他制度中，这些也可能遭受对称性破缺不稳定性。上述不稳定性的动力学，图案形成的影响进行了探讨，通过直接的数值模拟，反过来，产生三角形或四极对称的波形。
2013-08-30 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Dynamically Stable Vortices in Exciton-Polariton Condensates Engineered by Repulsive Interactions
Bharathidasan University（巴塔迪达桑大学）；Centre for Nonlinear Science (CeNSc), Government College for Women (Autonomous)（非线性科学中心（自治）女子政府学院）；Indian Institute of Technology Guwahati（古瓦哈提印度理工学院）
研究通过分析和数值方法探讨了受排斥相互作用工程化下 exciton-极子凝聚态的动力学和稳定性，发现排斥三体相互作用与二体相互作用结合可稳定涡旋-反涡旋对形成，而吸引三体相互作用则引发蛇形不稳定导致涡旋解体。
2026-09-04 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Topological spin Meissner effect in exciton-polariton spinor condensate: constant amplitude solutions, half-vortices and symmetry breaking
我们将环形几何中激子-极化激元凝聚体的自旋迈斯纳效应推广到非平凡凝聚体波函数拓扑的情形。与传统的自旋迈斯纳态不同，拓扑自旋迈斯纳态原则上可以在任意高磁场下观察到，而不受简单连通几何中凝聚态临界磁场值的限制.拓扑迈斯纳态的一个特殊例子是半涡旋。我们发现，在没有磁场的情况下，在一个环中的半涡旋存在的基本半涡旋状态的叠加的形式，解决了最近的实验结果，这种令人困惑的叠加观察。此外，我们表明，如果要观察到一个纯粹的半涡旋状态，一个非零的磁场的一个特定的幅度需要施加。研究TE-TM分裂下的激子-极化激元环，我们观察到自旋迈斯纳态，它通过发展非均匀密度分布打破了系统的旋转对称性。我们分类的各种状态出现在非零TE-TM分裂的基础上，他们可以继续从什么状态，通过增加TE-TM分裂参数从零。随着TE-TM分裂的进一步增加，对称性破缺的态可以转变为稳定的半暗孤子，因此可以作为一个有用的工具来产生各种非平凡态的旋量凝聚体。
2016-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Soliton Instabilities and Vortex Streets Formation in a Polariton Quantum Fluid
激子-极化激元是研究玻色量子流体性质的最佳体系。我们在这里报告的观察暗孤子的工程圆形障碍物和他们的衰变成街道的量子化漩涡。我们的实验提供了一个时间分辨的访问的极化激元的相位和密度，这使得自由发展的极化激元的不稳定性的定量研究。孤子的衰减被量化，并确定为耗散极化激元气体中的无序引起的横向扰动的影响。
2011-09-30 cond-mat.quant-gas
Vortex clusters in a stirred polariton condensate
本研究探究受激极化子凝聚体中涡旋形成规律，发现非共振激光激发的旋转势尺寸决定涡旋数量，小尺寸形成单涡旋，大光阱在窄GHz搅拌速度范围内出现多涡旋簇，揭示了超流体涡旋调控的新机制。
2023-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Information processing with topologically protected vortex memories in exciton-polariton condensates
我们表明，在非平衡系统的激子极化激元凝聚体，其中极化激元产生的非相干泵浦，一个环形泵允许固定涡旋存储器元件的拓扑电荷$m = 1$或$m = -1$。使用简单的电势引导，我们可以选择是否复制相同的电荷或将其反转到另一个空间分离的环形泵上。这种对二进制信息的操纵开辟了使用涡旋作为拓扑保护记忆组件的新型处理的可能性。
2014-07-03 cond-mat.quant-gas
Annular Vortex Chain in a Resonantly Pumped Polariton Superfluid
我们报道了在极化激元超流体中注入角动量后形成的环形涡旋阵列。角动量由$\ell= 8$拉盖尔-高斯光束注入，而流体的全局旋转由放置在其中心的窄高斯光束阻碍。在线性区域中，可以看到包含相位缺陷的螺旋干涉图案。在非线性（超流体）制度，干扰消失，旋涡成核的结果角动量量子化。旋涡的径向位置在两个泵之间的区域中作为密度的函数自由地演变。流体动力学的不稳定性导致的自发成核的涡-antivortex对系统的大小是足够大的确认，涡不受干扰时，非线性占主导地位的系统。
2014-05-06 cond-mat.other cond-mat.quant-gas quant-ph
Dynamics of a vortex lattice in an expanding polariton quantum fluid
如果量子流体被足够的角动量驱动，在平衡时，系统的基态由量子化涡旋的晶格给出，其密度由循环的量子化规定。我们报告的第一个实验研究的Feynman-Onsager关系的非平衡极化激元流体，自由膨胀和旋转。在量子流体中最初印刻一个格子的漩涡，我们跟踪皮秒时间尺度上的涡核位置。我们观察到一个加速拉伸的晶格和向外弯曲的线性轨迹的旋涡，由于排斥极化激元相互作用。访问的全密度和相位场允许我们检测到一个小的偏差，从费曼-昂萨格规则的横向速度分量，由于密度梯度的流体包络作用于涡晶格。
2021-09-09 cond-mat.quant-gas physics.flu-dyn
Polariton vortex Chern insulator
本文提出一种极化激元涡旋陈绝缘体，通过极化激元凝聚为局部同向旋转涡旋的排列自发破缺时间反演对称性，无需外部场或自旋轨道耦合即可实现拓扑非平庸能隙。
2023-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Emergence and stability of spontaneous vortex lattices in exciton-polariton condensates
量子化涡旋晶格结构的自发形成是封闭系统在热平衡下超流性的一个特征。激子-极化激子玻色-爱因斯坦凝聚体是开放系统中宏观量子态的典型例子，在这种凝聚体中，自发涡旋晶格也被提出，但尚未被观测到。本文考虑激子库的有限衰减率，从理论上研究了圆泵浦极化激子玻色-爱因斯坦凝聚体中的涡旋结构。结果表明，降低水库衰减率会减少涡的数量，破坏晶格结构的稳定性，不利于涡格的形成和观察。这些不利影响可以通过施加外部角动量来克服。
2019-06-20 cond-mat.quant-gas quant-ph
Spontaneous self-ordered states of vortex-antivortex pairs in a Polariton Condensate
极化子凝聚体已被证明是研究拓扑缺陷的模型系统，因为它们允许直接和非破坏性成像的凝聚体复合物序参量。这种系统的基本拓扑激发是量子化涡旋。在特定构型中，进一步有序化可以形成涡旋晶格。在这项工作中，我们证明了自发形成的有序涡旋状态，包括在几何自排列的涡旋-反涡旋对。平均场广义Gross-Pitaevskii模型再现并支持所观察到的现象学的物理学。
2013-02-12 cond-mat.quant-gas
Direct Transfer of Light's Orbital Angular Momentum onto Non-resonantly Excited Polariton Superfluid
最近，人们发现半导体微腔中的激子-极化激元可以凝聚成一个相干基态，类似于玻色-爱因斯坦凝聚体和超流体。它们已成为在驱动耗散超流体中产生和操纵量子涡旋的独特测试平台。在这里，我们用非共振拉盖尔-高斯（LG）光束产生激子-极化激元凝聚体，并验证了光的轨道角动量直接转移到激子-极化激元量子流体。量子化的旋涡被发现，尽管在非共振泵浦涉及的大的能量弛豫。我们确定了涡旋态的相位奇异性、密度分布和能量本征态。我们的观察证实了非共振光学LG光束可以用来操纵非平衡量子流体的手征性、拓扑电荷和稳定性。这些涡旋是相当鲁棒的，仅对光的OAM敏感，而对诸如泵浦光束的能量、强度、尺寸或形状的其他参数不敏感。因此，光信息可以在光子和激子-极化激元之间容易地传递，并且该技术对于即使在固态系统中存在光谱随机性的情况下形成多个拓扑电荷的可控网络也是潜在有用的。
2018-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Searching for the Kardar-Parisi-Zhang phase in microcavity polaritons
最近的近似分析工作表明，在一定值的外部泵浦，光学参量振荡器（OPO）制度的微腔极化激元可以提供一个长期寻求实现的Kardar-Parisi-Zhang（KPZ）物理在2D。在这里，通过使用截断维格纳方法数值求解完整的微观模型，我们证明了OPO的预测KPZ相位对涡旋或其他效应的出现是鲁棒的。对于这些泵的强度，在垂直于泵的方向上的空间相关性，和相位波动的分布，密切匹配的形式特征的KPZ的普遍性。这有力地表明了在未来的极化子OPO实验中观察KPZ行为的可行性。
2022-04-28 cond-mat.quant-gas
Crossover from exciton-polariton to photon Bose-Einstein condensation
激子-极化激元的BEC和相关效应，如超流性1，2，自发对称性破缺3，4和量子化涡旋5，6，为创造新型光源7和光学逻辑元件8开辟了道路。近十年来，人们报道了在微腔中对激子-极化激元BEC的显著观察9 -12。最近，在染料填充的微腔中，腔光子的热化和随后的冷凝已经被证实13。在这里，我们表明，激子极化激元和光子的BEC可以创建在同一系统在不同的光激发条件下。一个光子和极化激元BEC之间的动态相变发生后，一个单一的高功率激发脉冲，我们发现这两个凝聚态的热平衡与激发态。在交叉处，光子和极化激元共存，这导致了长程空间相干性的降低。在极化激元和光子凝聚的阈值处观察到极化的积累和连续的脱钉。
2012-08-21 cond-mat.quant-gas
Kibble-Zurek mechanism in polariton graphene
我们研究了通过Kibble-Zurek机制在蜂窝晶格的$Γ$点形成二维极化激元凝聚体过程中拓扑缺陷（量子涡旋）的形成。晶格改变了单粒子分散。在淬灭时间的典型相互作用能对应于分散体的线性部分。拓扑缺陷密度的所得标度指数在数值上被发现为$0.95\pm0.05$。这个值不同于2D大质量粒子的预期值（1/2），但确实与线性色散的预期值兼容。此外，我们还证明了涡旋可以钉扎到晶格上，这可以防止它们的重组，并可以方便它们在连续波实验中的观察和计数。
2021-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Vortex Dynamics of Rotating Bose-Einstein Condensate of Microcavity Polaritons
在这项工作中，我们执行的旋转，谐波捕获，玻色-爱因斯坦凝聚体的微腔极化激元的数值研究。开发了求解复杂Gross-Pitaevskii方程的有效数值方法（工具箱）。使用这种方法，我们调查的行为如何形成的内部的冷凝物的涡的数量的变化，作为各种系统参数的变化。与原子凝聚相比，我们发现，存在一个（实验上可实现的）参数值的范围内，所有的漩涡可以使消失，即使有一个高的旋转。我们进一步探讨了这个区域如何通过其他自由参数进行调谐，并讨论了这项研究如何有助于实现极化激元的合成磁场，从而为实现量子霍尔物理和许多其他奇异现象铺平了道路。
2015-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Vortices in nonequilibrium photon condensates
本文对光子凝聚体阵列中的涡旋进行了理论研究。即使在相互作用可以忽略不计的情况下，如在目前的实验中，泵送和损失可以导致一个有限的涡核大小。虽然光子凝聚体涡旋的一些性质，例如它们的自加速和运动涡旋产生的涡旋对，类似于远离平衡的相互作用极化激元凝聚体中的那些性质，但在几个方面它们与以前研究的系统不同：涡核尺寸由泵送和隧穿之间的平衡确定，核心在其运动方向上呈现扁球形，并且新的涡旋对可以在核心区域中自发地成核。
2020-06-19 cond-mat.quant-gas
Spatiotemporal scaling of two-dimensional nonequilibrium exciton-polariton systems with weak interactions
基于随机广义Gross-Pitaevskii方程，对非相干泵浦驱动的二维非平衡激子-极化激元系统进行了数值研究。我们计算了密度涨落、相干函数和标度函数。结果表明，在短范围内，相关性符合Bogoliubov线性理论。而在大距离下，无论是静态关联还是动态关联都表现出Kardar-Parisi-Zhang（KPZ）普适类的非线性标度行为，特别是当相互作用较弱时。在这种情况下，标度分析是至关重要的捕捉通用KPZ标度功能。此外，涡之间的相互作用被修改在强KPZ制度，并导致复杂的非平衡涡图案。
2020-02-05 cond-mat.quant-gas
Towards analogue black hole merger
本研究探讨了依赖波矢的损耗对极化子凝聚体的影响，发现单个量子涡旋可由动态演化的类比Kerr黑洞度规描述，并成功模拟了黑洞合并旋近阶段，为类比引力研究提供了自洽的动态平台。
2023-09-12 cond-mat.quant-gas
Turbulence in exciton-polariton condensates
非平衡凝聚系统，如激子-极化激元凝聚能够支持自发涡旋成核。泵送场的空间不均匀性或/和无序势产生的速度流场可能变得不稳定，以形成涡流。这封信考虑的方式，在相互作用的涡流湍流状态可以创建。它示出，通过组合只是两个泵浦强度，它是可能的创建一个超流湍流状态的分离良好的旋涡，强湍流状态的破坏结构的旋涡，或弱湍流状态，其中所有的相干性的字段丢失和运动是由弱相互作用的色散波驱动。用均匀泵浦代替非均匀泵浦可以得到湍流的衰减。我们表明，无论是在准平衡和湍流衰减过程中存在一个惯性范围占主导地位的四波相互作用的声波。
2010-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Non-adiabatic polariton condensation in annular optical traps
本研究通过双模模型分析环形光阱中极化激元凝聚，揭示非绝热效应导致多稳态与极限环，并阻止巨涡旋形成，提出观测条件。
2024-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Realization of all-optical vortex switching in exciton-polariton condensates
旋涡是表示流体的圆周运动的拓扑对象。由于其额外的自由度，“涡度”，它们在许多物理系统和不同材料中被广泛研究，以获得基本的兴趣和在数据存储和信息处理中的应用。在平面半导体微腔中的非平衡激子-极化激元凝聚体中也观察到了涡旋。在那里，它们自发地出现，或者可以使用环形光激发分布在空间中产生和钉扎。然而，将涡旋状态用于信息处理不仅需要产生涡旋，而且还需要在涡旋产生后对其进行有效控制。在这里，我们展示了一个简单的方法来控制和切换相反的状态之间的本地极化激元涡旋。在我们的方案中，涡度的光学控制和通过发射光的轨道角动量的检测都以稳健和实用的方式实现。
2019-07-06 cond-mat.quant-gas physics.optics
Controlled ordering of topological charges in an exciton-polariton chain
我们证明，实验和理论上，控制加载的激子极化激元涡旋链到一个一维阵列的捕获势。两种类型的涡链之间的切换，拓扑电荷的相同或交替的符号，是通过适当的成形的非相干泵浦光束，驱动系统的玻色子凝聚的制度。类似于自旋链，这些涡旋序列实现了“铁磁”或“反铁磁”顺序，其中自旋的作用由轨道角动量扮演。“铁磁”有序的旋涡与形成一个持久的手征电流。我们的研究结果为在周期激子-极化激元系统中控制产生非平凡的轨道角动量分布和拓扑序铺平了道路。
2018-07-06 cond-mat.quant-gas
Bright sink-type localized states in exciton-polariton condensates
耗散非线性方程的一维局部解族包括各种各样的对象，如源、汇、冲击（扭结）和脉冲。这些状态通常伴随着非平凡的密度流，它不一定与物体本身的运动有关。研究了非共振泵浦的激子-极化激元凝聚体中耗散Gross-Pitaevskii方程的存在性及其物理性质。虽然汇具有类似于亮孤子的密度分布，但它们在性质上是不同的对象，因为它们存在于排斥相互作用的情况下，并且代表异宿解。我们表明，水槽可以创建在现实的系统与适当设计的泵送配置文件。我们还得出结论，在二维配置，由于扩散的旋涡，汇不出现。
2015-06-11 cond-mat.quant-gas
Dispersion relation of the collective excitations in a resonantly driven polariton fluid
半导体微腔中的激子-极化激元构成了光的量子流体的原型实现。在相干光驱动下，可以观察到超流、暗孤子和流体动力学涡旋成核等显著效应。这些现象都可以理解为极化激元凝聚体顶部形成的集体激发的具体表现。在这项工作中，我们进行了布里渊散射实验，直接测量它们的色散关系$ω(\mathbf{k})$。这样的结果，例如声速明显低了两倍，不能单独用极化激元凝聚来解释。在理论和实验相结合的分析中，我们证明了与极化激元相互作用的长寿命激子库的存在对量子流体的性质和特性具有显着的影响，并且它定量地解释了我们的测量。这项工作澄清了这样的水库中的作用，在不同的极化激元流体动力学现象下发生的共振光驱动器。它还提供了一个明确的工具，以确定在量子流体中的冷凝液到水库分数，并设置一个准确的框架，以接近新的想法，基于极化激元的量子光学应用。
2019-05-27 cond-mat.quant-gas
2D Quantum Turbulence in Polariton Condensates
二维量子湍流中能量级联和涡度拟能级联的共存是量子流体研究中的重要问题之一。在这里，我们表明，极化激元凝聚是特别适合于可能的观测尺度足够大的尺度。原始能谱的形状取决于凝聚体激发（搅拌）的过程，但聚集涡的能谱总是呈现-5/3幂律。在最佳情况下，级联可以观察到近20年。
2019-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Full-Bloch beams and ultrafast Rabi-rotating vortices
强耦合量子场，如多组分原子凝聚体，光场和极化激元，是显着的系统，其中耦合振子的简单动力学可以满足量子流体的复杂现象。当组分之间的耦合是相干的时，不仅粒子数量，而且它们映射线动量和角动量的相位纹理都可以交换。在这里，在激子-极化激元系统上，我们实现了所谓的全布洛赫光束：在这种配置中，上极化激元和下极化激元的所有叠加--相关希尔伯特空间的所有量子态--同时存在于物理空间的不同点，根据拉比振荡动力学随时间演化。因此，由腔体发射的光显示出螺旋涡旋的特殊动力学，该涡旋被赋予振荡的线动量和角动量，并表现出其核心的超快运动，具有惊人的任意速度的加速度。这种显着的旋涡运动的结果从扭曲的轨迹由拉比旋转的完整波函数之间的同胚映射的布洛赫球和阿波罗圆在真实空间中的观察。这样的全布洛赫光束提供了新的前景，在一个基本的水平上，关于他们的拓扑性质或在量子力学的解释，和拉比旋转涡旋，他们产生的应导致有趣的应用，如超快光镊。
2021-04-11 cond-mat.quant-gas physics.optics
Optically driven rotation of exciton-polariton condensates
本文利用两个频移结构化激光模式构成的旋转光学搅拌器非共振泵浦，实现GHz频率下自发形成的激子极化激元凝聚体的受控旋转，并观测到超临界角动量及手性可控的量子化涡旋成核与捕获。
2023-03-07 cond-mat.quant-gas
Spatial coherence and stability in a disordered organic polariton condensate
虽然只有少数有机材料显示出极化激元凝聚，但它们的研究正在迅速变得更加容易。长程空间相干性的自发出现通常被认为是这种凝聚体的一个定义特征。在这项工作中，我们研究了有机微腔中空间相干性的出现，并展示了一些独特的功能，源于这种材料的特殊性。尽管其无序的性质，我们发现，相关性延伸到整个斑点的大小，我们测量$g^{(1)}(r,r')$值几乎统一在短距离和50%的点分开近10 $μ$ m。我们发现，对于大的斑点，强烈的拍摄到拍摄波动出现不同的相位梯度和缺陷，包括自发形成的漩涡。这与调制不稳定性的存在是一致的。此外，我们发现，平顶点的测量显着的无序的影响，在某些情况下，可以导致形成相互不相干的本地化凝聚。
2015-06-24 cond-mat.quant-gas
Universal exciton polariton logic gates in Ouroboros rings
Paderborn University（帕德博恩大学）；University of Arizona（亚利桑那大学）
研究通过半导体微腔中的极子凝聚体在Ouroboros环中形成特定电荷涡旋，实现非共振控制的逻辑运算，展示出通用逻辑门的实现方法和应用前景。
2026-03-22 cond-mat.quant-gas physics.optics
Conformal-invariance of 2D quantum turbulence in an exciton-polariton fluid of light
该研究利用激子-极化激元流体的特性，通过实验测量与统计分析验证了二维量子湍流的速度环量标度不变性，证明其级联过程遵循二维临界现象普适标度律，为量子与经典二维湍流研究提供了新支撑。
2023-06-30 cond-mat.quant-gas
Spin-Flipping Half Vortex in a Macroscopic Polariton Spinor Ring Condensate
本文报道了在环形几何中极化激元的宏观玻色-爱因斯坦凝聚体中的涡旋现象。由于它是一个旋量凝聚体，基元激发是“半涡旋”，其中有一个相位旋转$π$与一个偏振矢量旋转$π$围绕一个封闭的路径。这是清楚地看到在实验中观察到的偏振旋转周围的环。在环几何中，允许一种新型的半涡旋，其中自旋的旋向从环的一侧翻转到另一侧，除了线偏振分量的旋转之外;这种状态在简单连接的几何中是不允许的。对该状态能量的理论计算表明，当考虑多体相互作用时，它的能量比简单的半涡旋低。从一次发射到下一次发射，环周围流动的循环方向在顺时针和逆时针之间随机波动;这对应于系统中时间反演对称性的自发破缺。这些新的宏观极化激元环凝聚允许直接控制凝聚的涡度的可能性。
2015-02-23 cond-mat.quant-gas
Long Josephson junctions with exciton-polariton condensates
我们证明了利用激子-极化激元凝聚体建立稳定的约瑟夫森$π$结条纹的可能性。任意长极化激元条纹之间的$π$结的稳定性在低泵浦下通过平衡蛇形不稳定性与朝向结的反向传播流来实现。与暗孤子没有什么不同，不稳定性在高泵浦下变得相关，导致形成涡旋偶极子。由此产生的结构可以被稳定化以产生直的和环形几何形状的约瑟夫森涡旋的静态晶格。我们的研究结果建立在室温下基于约瑟夫森效应的量子技术应用的实现。
2019-12-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Beyond-mean-field corrections to the blueshift of a driven-dissipative exciton-polariton condensate
本研究通过Bogoliubov线性化理论及数值模拟，解析了KPZ区域中一维激子极化激元凝聚体蓝移的随机修正及其对噪声和相互作用的依赖，深化了非平衡凝聚体与KPZ映射的理解。
2024-05-27 cond-mat.quant-gas
Polaritons are Not Weakly Interacting: Direct Measurement of the Polariton-Polariton Interaction Strength
微腔中的激子-极化激元是复合的二维玻色子准粒子，其产生于谐振平面光学腔中的受限光模式与激子跃迁之间的强耦合，通常使用置于同一腔的腹点处的半导体量子阱（QW）中的激子。量子现象如玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）、量子化涡旋和宏观量子态已经在从几十开尔文到室温的温度下被报道，并且极化激元器件如自旋开关\cite{Amo2010}和光学晶体管也已经被报道。激子-极化激元的许多这些效应关键地取决于极化激元-极化激元相互作用强度。尽管这个参数很重要，但很难进行精确的实验测量，主要是因为很难确定极化激元和裸激子的绝对密度。在这里，我们报告的极化激元极化激元相互作用强度的直接测量在一个非常高Q微腔结构。通过允许极化激元传播超过40 $μ$ m到激光产生的环形陷阱的中心，我们能够分离极化激元-极化激元相互作用。的相互作用强度推导出从极化激元色散的能量重整化的极化激元密度的增加，使用极化激元凝聚作为基准的密度。我们发现，相互作用强度比以前的理论估计大两个数量级，把极化激元直接进入强相互作用制度。当有凝聚体时，我们看到一个急剧的转变，到一个不同的密度的重正化依赖，这是多体效应的证据。
2015-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Parallel dark soliton pair in a bistable 2D exciton-polariton superfluid
集体激发，如涡旋反涡旋和暗孤子，是宏观量子态最令人着迷的效应之一。然而，由于蛇不稳定性，二维暗孤子是不稳定的，并且坍缩成涡旋。利用激子-极化激元微腔中的光学双稳性，我们证明了在均匀激光束共振支持的极化激元流中，障碍物的尾迹可以形成一对暗孤子。与纯耗散的情况下，孤子是灰色的，空间上分开的，这里的两个孤子是完全黑暗的，迅速对齐在一个特定的分离距离和平行传播，只要流是在双稳态制度。值得注意的是，这种机制的使用允许避免在共振泵浦机制中出现的相位固定，并避免极化激元衰减。我们的工作打开了非常广阔的前景，研究新的类相密度缺陷，可以形成在驱动耗散量子流体的光。
2020-03-25 cond-mat.quant-gas quant-ph
New perspectives on superfluidity in resonantly--driven polariton fluids
在本文中，我们讨论的格罗斯-Pitaevskii框架内，超流性，孤子成核，和不稳定性的非平衡极化激元流体注入的空间局部化和连续波相干泵和流动对缺陷位于泵点之外。与平衡凝聚体相反，在这种特定的几何形状的驱动耗散方程的稳态解几乎没有显示出一个干净的超流周围的缺陷，而是具有从浅到深的孤子般的扰动的交叉。这是解释的一维流动的性质，特别是他们的弱依赖于泵的参数和他们的快速过渡到一个超声波制度下的量子压力的影响;这样一个高度非线性的行为要求定量实验测试的基本格罗斯-Pitaevskii方程。无序和不连贯的水库在诱导非平稳行为与移动的涡流的作用也突出显示。
2019-06-13 cond-mat.quant-gas nlin.PS
