Electrically controlled laser generation in a photonic crystal - liquid crystal - metal microcavity
针对液晶激光器，本文建立耦合非线性微分方程模型，考虑电压导致的液晶结构变化及谐振频移，并在光子晶体-金属微腔中验证了电控激光光谱。
2024-12-04 physics.optics quant-ph
Nondegenerate two-photon lasing in a single quantum dot
本文提出在双模微腔中利用单个半导体量子点实现双模双光子微激光器，通过低温相干泵浦抑制单光子激射并增强双光子激射，还探讨了双光子共振泵浦产生稳态双模纠缠态。
2023-11-02 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
THz lasing in a polariton system: Quantum theory
研究了半导体微腔在强耦合条件下的太赫兹（THz）辐射的激光机制，在强耦合条件下，由于上模与暗激子态的混合，上模和下模之间的光跃迁被允许.利用描述极化激元模和太赫兹模的主玻尔兹曼方程组，我们计算了一阶和二阶相干性以及太赫兹辐射的光谱形状。该分析表明，在微腔中的太赫兹激光是可能的，只要系统被嵌入在一个良好的太赫兹腔中，满足光学（极化激元）激光条件，并且如果减少由于声学声子辅助弛豫过程导致的上极化激元模式的损耗。后一种情况很可能在柱微腔中实现，这似乎是实现太赫兹激光器的最合适的候选者。
2011-01-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Transport and localization of light inside a dye-filled microcavity
多模染料微腔中光与物质相互作用的驱动耗散性质使其成为研究非平衡现象（如输运）的理想系统。在这项工作中，我们研究如何有效地传输光在这样的微腔内，介导的非相干吸收和发射过程。特别是，我们发现，存在两种不同的制度的运输，即导电和本地化，所产生的染料分子的热化效应和驱动和损失的非平衡影响之间的复杂的相互作用。当几个局部腔模经历动态相变到凝聚态或激光态时，发生光在导电状态中的传播。此外，我们观察到，虽然这种运输是强大的弱无序腔势，强无序可以导致光的本地化，即使在良好的热化条件下。重要的是，所展示的光的传输和局域化是非平衡动力学的表现，而不是系统中的任何相干干涉。
2020-11-29 physics.optics quant-ph
Pump-power-driven mode switching in a microcavity device and its relation to Bose-Einstein condensation
我们研究了双模微腔器件的相干发射模式的切换，发生在泵浦功率变化时。我们比较实验数据的理论结果和确定的基本机制是基于有效增益之间的竞争，一方面和另一方面的模间动力学。当泵浦斜升时，在阈值以上，具有最大有效增益的模式开始发射相干光，对应于激射。相反，在强泵浦的限制下，是模间动力学决定了哪种模式获得大的占据并显示相干发射。我们指出后一种机制类似于大质量玻色子的平衡态玻色-爱因斯坦凝聚。因此，在我们的微腔器件中的模式切换可以被视为光子的玻色-爱因斯坦凝聚的最小实例。此外，我们表明，从一个腔模式切换到另一个总是发生通过一个中间阶段，其中两种模式都发出相干光，它是与超热强度波动和两种模式之间的强相互关系。
2017-06-23 cond-mat.quant-gas physics.optics quant-ph
Entangling Two-Atom Through Cooperative Interaction Under Stimulated Emission
讨论了微腔中两原子在受激发射（STE）相互作用下纠缠态的产生。给出了不同原子初态下的纠缠度。对于每种初始态，我们得到了纠缠周期和纠缠临界点，发现它们与驱动场密度密切相关。在原子态$| ee >$的情况下，由于STE，可以诱导纠缠。对于原子态$| eg >$，驱动场诱导的纠缠与STE诱导的纠缠存在竞争。当两个原子初始处于$| gg >$中时，我们可以发现一个腰部区域，在那里STE增加了纠缠的数量和周期。
2005-09-21 quant-ph
Efficient anisotropic polariton lasing using molecular conformation and orientation in organic microcavities
有机激子-光子偏振激元激光器是实现室温下高效相干光源的理想光源。虽然它们的阈值现在与传统的有机光子激光器相当，但作为进一步提高其性能的手段的分子构象和取向的调谐在很大程度上仍未被探索。在这里，我们首次报道了基于高Q值微腔的极化激元激光器的阈值降低了两倍，该微腔填充有聚（9，9-二辛基芴）（PFO）的活性层，当引入15%的β相构象时。然后，我们利用PFO的液晶特性，并使用薄的透明的硫酸染料1（SD 1）的光致取向层，以诱导均匀的聚合物链的取向。由此产生的跃迁偶极矩取向增加了Rabi能量，使系统进入超强耦合状态，我们观察到各向异性极化激元激光，吸收阈值降低了8倍，平行于取向的方向降低到1.14 pJ / 0.36 μJcm-2，沿正交方向没有发射。据我们所知，该阈值低于用最先进的光泵浦有机垂直腔表面发射光子和极化激元激光器所证明的阈值。这一演示为更有效的极化激元器件和在低极化激元数下观察基本效应开辟了新的机会。
2022-02-21 cond-mat.soft physics.optics quant-ph
Multi-Photon Lasing Phenomena in Quantum Dot-Cavity QED
本研究探讨量子点-腔QED系统中多光子激光现象，通过极化子变换主方程和量子激光理论，分析了不同量子点结构和耦合腔体下的多光子发射机制及非经典光源特性。
2025-12-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Two-mode hyperradiant lasing in a system of two quantum dots embedded in a bimodal photonic crystal cavity
提出一种双模超辐射激光方案，通过非相干泵浦量子点耦合双模光子晶体腔，采用时间卷积无极化主方程分析辐射度见证与光子关联，发现声子诱导的协同双模双光子过程显著增强辐射度见证并使发射线宽变窄。
2025-06-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Cooperativity of a few quantum emitters in a single-mode cavity
从理论上研究了单模腔与介观多个非相干泵浦量子辐射源耦合的辐射特性。我们提出了一个操作措施的介质合作，有效的坏腔和好腔制度。我们发现，相反的制度的亚辐射和超辐射对应的负和正的协同性，分别。激光制度的特点是由非负的协同性。在坏腔制度，我们表明，合作定义的过渡从亚辐射到超辐射。在良好的腔状态下，它有助于定义激光阈值，还提供指示激光状态的可区分的签名。提高腔模的质量会引起从单独的超辐射到激光区的交叉。此外，我们还验证了激光在很大范围内表现为正合作行为，表明受激发射和超辐射可以共存。的鲁棒性的协同性进行了研究，相对于实验的缺陷，如非均匀加宽和纯移相。
2013-10-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nonequilibrium Model of Photon Condensation
建立了一个充满染料的微腔中光子凝聚和激射的非平衡模型。我们详细研究了染料分子吸收和发射光子引起的热化过程的性质，并研究了光子何时能够达到热平衡玻色-爱因斯坦分布。在低温或大的腔损耗下，吸收和发射速率太小而不允许光子达到热平衡，并且行为变得更像常规激光器的行为。
2013-09-04 cond-mat.quant-gas quant-ph
Robust Universal Photon Blockade in a Bimodal Jaynes-Cummings Model via Kerr Nonlinearity
Xinjiang Normal University（新疆师范大学）；Lanzhou University（兰州大学）
本文通过Kerr非线性在双模Jaynes-Cummings模型中展示出鲁棒的通用光子阻塞，其核心方法是单个两能级原子与波导微腔的耦合，并揭示了非线性在提升单光子源纯度和亮度中的协同优势。
2026-04-04 quant-ph
Local fluctuations of vibrational polaritons monitored by two-dimensional infrared spectroscopy
我们研究了置于红外微腔中的分子的集体行为，包括局部涨落，即，动力学紊乱由于分子间的相干性，振动极化激元中的合作特征被动态地侵蚀。为了进一步解决这个问题，我们发展了一种二维红外光谱（2D-IR）技术来研究分子与腔模的相互作用。指定对应于光谱信号的合作特征。结果表明，除了极化激元的交叉峰外，暗态的出现是由于分子间协同效应的破坏。我们进一步指出，协同性的破坏与振动激发的局域化密切相关，而极化激元模是多个分子上的扩展波。此外，我们的工作为理解最近的2D-IR实验提供了新的物理见解，其中暗模和亮极化激元之间的相互作用是明显的。
2018-06-17 physics.chem-ph quant-ph
Dipole-Dipole interaction in photonic crystal nanocavity
基于时域有限差分法研究了光子晶体纳米腔中两个二能级原子间的偶极-偶极相互作用。该方法包括实光子效应和虚光子效应，可用于弱耦合和强耦合情况下具有不同跃迁频率的偶极子。对真空中和理想平面微腔中的偶极子进行了数值验证。对于位于光子晶体纳米腔中的偶极，发现原子位置、原子跃迁频率、共振频率和腔品质因数强烈地影响着偶极-偶极相互作用势和合作衰减参数.通过合理安排两个原子的位置，可以得到相等的合作衰变参数和局域耦合强度。当跃迁频率等于共振频率时，可以获得较大的合作衰减参数。当跃迁频率在谐振频率附近的腔线宽范围内变化时，偶极-偶极相互作用势从吸引势到排斥势连续变化。品质因数越高，合作参数和偶极-偶极相互作用的值越大，变化越剧烈。我们的研究结果为偶极-偶极相互作用的研究提供了一种新的方法，在基于固态纳米腔和量子点系统的量子计算和量子信息处理等领域具有潜在的应用价值。
2011-12-24 physics.optics quant-ph
Thermalization and breakdown of thermalization in photon condensates
我们详细研究了染料填充微腔中光子气体的热化和玻色-爱因斯坦凝聚的机制。我们推导出一个微观量子模型的基础上，一个标准的激光器，并显示这个模型可以重现最近的实验的行为。使用该模型的速率方程近似，我们展示了如何产生的光子的热分布。我们继续描述如何在我们的模型中的非平衡效应可以导致热化打破远离实验参数值。特别是，我们研究的影响，改变腔的长度，并改变染料分子的振动光谱。我们能够确定两个措施，量化系统是否处于热平衡。使用这些，我们绘制“相图”区分BEC和标准激光制度。超越速率方程近似，我们的量子模型使我们能够研究二阶相干性（$g^{(2)}$）和腔发射的线宽。我们展示了如何线宽崩溃的系统过渡到玻色凝聚态，并比较结果的Schawlow-汤斯线宽。
2015-02-06 cond-mat.quant-gas quant-ph
Optimization of three-dimensional micropost microcavities for cavity quantum electrodynamics
基于第一性原理时域有限差分法，对三维分布布拉格反射器（DBR）微柱微腔中的谐振频率、品质因数（Q）、模体积（V）和基模（HE 11）辐射方向图进行了详细的分析。通过将这种结构视为包含单个缺陷的一维圆柱形光子晶体，我们能够根据为平面DBR微腔建立的简单规则，将Q/V的极限推到标准微柱设计所能达到的极限之外。我们表明，一些规则，以及设计大直径微柱（例如，高折射率对比度）不能提供具有小直径高质量腔。通过调整反射镜层和间隔层的厚度、反射镜对的数量、高折射率区域和低折射率区域的折射率以及腔直径，我们能够实现高达10^4的Q，以及高折射率材料中1.6立方波长的光的模体积。高Q和小V的组合使得这些结构成为观察诸如量子点与腔场之间的强耦合和单量子点激光等腔量子电动力学现象的有希望的候选者。
2002-08-21 quant-ph
