Quantum theory of polariton weak lasing and polarization bifurcations
本研究提出束缚态极化激元凝聚的量子理论，揭示了伴随自发极化宇称破缺的二阶相变，阐明了阈值附近多偏振态共存特性及二阶相干度的非单调变化规律。
2024-08-07 cond-mat.mes-hall
Edge-emitting polariton laser and amplifier based on a ZnO waveguide
我们证明了边发射激子极化激元（极化激元）激光从5至300 K和放大的非辐射波导内的ZnO波导极化激元模式。低于和高于激射阈值的模式色散直接测量使用光栅存在于顶部的样品，充分展示了激射模式的极化激子性质。阈值被发现是类似于平面ZnO微腔中的辐射极化子。这些结果打开了广阔的前景，引导极化激元，允许更容易和更直接的实现极化激元集成电路利用快速传播极化激元。
2018-01-26 cond-mat.mes-hall
Strong coupling and polariton lasing in Te based microcavities embedding (Cd,Zn)Te quantum wells
报道了基于（Cd，Zn，Mg）Te层和嵌入（Cd，Zn）Te量子阱的光学微腔的特性。结构设计的关键是整个结构与MgTe的晶格匹配，这消除了内部应变，并允许在微腔中嵌入任意数量的无应变量子阱。我们已经证明了强的光-物质耦合制度的结构包含一个单量子阱。嵌入四个无应变量子阱的结果进一步增强激子-光子耦合和极化激元激光在强耦合制度。
2015-10-15 cond-mat.mes-hall
Competition between horizontal and vertical polariton lasing in planar microcavities
填充有包含激子共振的活性材料的平面微腔在光锥内具有平面内波矢量的辐射激子-极化激元（极化激元）模式。它们还具有至少一种通过全内反射在腔平面中引导的模式，并且除了通过缺陷或样品边缘之外，该模式不辐射耦合到真空模式。我们表明，极化激元受激散射介导的极化激元激光可以同时发生在两种类型的模式在微腔。通过调节激子和辐射光子模式之间的失谐，可以有利于辐射模式或导模中的极化激子激光。我们的结果表明，这两种类型的极化激元激光模式之间的竞争可能发挥了作用，在许多以前的观察极化激元激光和极化激元玻色-爱因斯坦凝聚。
2019-01-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Frequency combs with weakly lasing exciton-polariton condensates
我们预测了一对激子-极化激元凝聚体由于相干（约瑟夫森）和耗散耦合而产生的自发调制辐射。我们发现，强极化激元-极化激元相互作用产生复杂的动力学在弱激光域的方式超越霍普夫分岔。结果，激子-极化激元凝聚体表现出自诱导振荡，并发射出等距离的频率梳状光谱。由于时间反演对称性的自发破缺，出现了大量可能的具有非对称峰分布的发射光谱。激光动力学受到极化激元注入产生的散粒噪声的影响。这导致复杂的不均匀谱线加宽。
2015-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Room Temperature Polariton Lasing in All-Inorganic Perovskites
极化激元激光是1996年首次提出的由宏观极化激元凝聚产生的相干辐射。在过去的二十年里，极化激元激光已经在一些无机和有机半导体中在低温和室温下得到了证实。无机材料中的极化子激光显著依赖于夹在两个分布式布拉格反射器之间的晶体增益介质层的复杂外延生长，其中对抗内置应变和失配热特性是不平凡的。另一方面，由于Frenkel激子的性质，有机活性介质通常具有大的阈值密度和弱的非线性。极化激元激光的进一步发展对技术上重要的应用需要更容易获得的材料，易于制造的设备和广泛的可调发射在室温下。在此，我们报道了基于无外延全无机氯化铯铅钙钛矿微腔的室温极化激元激光的实验实现。极化激子激光是明确地证明了超线性的功率依赖性，宏观基态占领，蓝移的基态发射，线宽变窄和建立的远程空间相干。我们的工作表明，卤化铅钙钛矿对大面积，低成本，高性能的室温极化激元器件和相干光源从紫外到近红外范围延伸相当大的承诺。
2017-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Polariton Lasing in Micropillars With One Micrometer Diameter and Position-Dependent Spectroscopy of Polaritonic Molecules
微腔极化激元是玻色子光物质粒子，可以通过玻色子散射发射相干辐射，而不需要电子布居数反转。这种现象，称为极化激元激光，强烈依赖于极化激元的限制。缩小极化激元的模体积增加了由它们的激子部分介导的相互作用，从而增强了极化激元向更高能量的密度依赖性蓝移。以前，已经在直径大于3微米的微柱、基于光栅的腔、光纤腔和光子晶体腔中证明了极化激元激光。在这里，我们显示了偏振激元激光在一个单一的横模，可以最佳地耦合到单模光纤的微柱直径为一微米。我们几何解耦的激励与一个角度的集合。从收集到的光子数，我们计算出极化激元的数量，并观察到足够大的蓝移，以使我们的设备有资格用于量子光产生的新方案，如非常规光子封锁。为此，我们还对极化子分子施加角度激发，并显示出具有各种对称性的位点选择性激发和模式收集。
2021-02-08 cond-mat.mes-hall physics.optics
Polariton Laser in the Bardeen-Cooper-Schrieffer Regime
微腔激子极化激元系统可以具有广泛的宏观量子效应，可以转化为更好的光子技术。极化子玻色-爱因斯坦凝聚和光子激射在低和高载流子密度的限制下已被广泛接受，但在中等密度下预期的巴丁-库珀-施里弗（BCS）态的识别仍然是难以捉摸的，因为光增益机制不能从现有的实验中直接推断。在这里，使用具有强偏振选择性的微腔，我们获得了直接的实验访问的存在下的极化激元凝聚和激射，这揭示了一个费米子增益机制的极化激元激光器的水库吸收。一个微观多粒子理论表明，这种极化激元激光状态是一致的一个开放耗散泵浦系统模拟的极化激元BCS状态。
2021-01-31 cond-mat.mes-hall
Condensation and Lasing of Microcavity Polaritons: Comparison between two Models
凝聚的微腔极化激元和大量的影响对破坏的障碍和退相干导致激光制度最近被认为是使用两种不同的模型：一个模型直接两个带激子在无序量子阱耦合到光和模型的腔模式耦合，而不是本地化激子的介质中，由两个级别的振荡器中存在的退相过程。即使从假设的角度来看是互补的，这些模型也共享大多数主要结论，并显示出相似的相图。激子是否传播或局部化的问题似乎次要的极化激元凝聚和方式，其中对破坏的障碍和退相干过程的影响凝聚和驱动微腔进入激光制度，在每个模型中使用的近似，通用。分析和解释了两种实际情况相似的原因。
2005-03-15 cond-mat.mes-hall
Radiative coupling and weak lasing of exciton-polariton condensates
尽管具有有限的寿命，但已知微腔中的激子-极化激元在储层的足够强的泵浦下凝聚。我们提出了一个分析理论，这样的玻色凝聚在一组本地化的单粒子状态：凝聚中心。为了理解这些阵列的物理学，必须通过由不同中心发射的光的干涉引起的辐射耦合来补充约瑟夫森耦合。这些耦合与玻色子之间的单点相互作用的结合导致了丰富的非线性动力学。特别是，出现了一种新的辐射机制。我们称之为弱激光：中心有宏观的职业和辐射相干，但耦合本身就足以稳定。系统可以有几个稳定的状态，并在它们之间切换。此外，在这种情况下，时间反演对称性通常是破缺的。一些现有的实验难题在这个理论的框架中找到了自然的解释。
2012-01-31 cond-mat.mes-hall
Terahertz lasing from intersubband polariton-polariton scattering in asymmetric quantum wells
在中心对称系统中，不同腔极化激元分支之间或相同激发数的修饰原子态之间的电偶极跃迁是严格禁止的。对于半导体微腔中的掺杂量子阱，导带中的子带间跃迁与腔模之间的强耦合产生了两个子带间腔极化激元分支，其简正模能量分裂是可调谐的，并且可以在太赫兹区域。在这里，我们表明，通过使用非对称量子阱，它是可能的，允许偶极跃迁之间的不同极化激元分支，导致太赫兹光子的发射。我们提出了这样一个系统的量子场论，并预测，高效率，宽调谐太赫兹激光可以获得。
2013-06-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Robust Room-Temperature Polariton Condensation and Lasing in Scalable FAPbBr$_3$ Perovskite Microcavities
本文在旋涂制备的可扩展FAPbBr$_3$钙钛矿微腔中实现了室温激子-极化激元凝聚与激射，其阈值更低、相干时间更长且稳定性优异，为室温极化激元学提供了新材料与高效制备方案。
2024-07-25 cond-mat.mes-hall physics.optics
Room-temperature polariton lasing in quantum heterostructure nanocavities
控制固态系统中的光-物质相互作用激发了大量的研究，以产生被称为激子-极化激元的玻色子准粒子，这需要激子和腔光子之间的强耦合。超低阈值相干光发射器可以通过激子-极化激元凝聚体的激光来实现，但这通常需要复杂的器件结构和低温。室温下工作的极化激元纳米激光器是相关研究的重要方向，不仅可以探索纳米尺度下的极化激元物理，而且在量子信息系统、全光逻辑门和超低阈值激光器等方面具有潜在的应用前景。然而，目前，室温极化激元纳米激光器的进展受到激子的热不稳定性和纳米腔固有的低品质因数的限制。在这里，我们展示了室温极化激元纳米激光器，通过设计宽禁带半导体异质结构纳米腔产生热稳定的激子与纳米腔光子耦合。由此产生的激子极化激元的拉比频率约为370毫电子伏的混合状态，使持久的极化激元激光到室温，有利于实现小型化和集成的极化激元系统。
2018-09-02 cond-mat.mes-hall physics.optics
Tunable Surface Plasmon Polaritons in a Weyl Semimetal Waveguide
Weyl半金属由于其特殊的能带结构而引起了人们的广泛关注。我们研究了由两个半无限外尔半金属组成的缝隙波导中表面等离子激元的新特性。我们考虑了等离子体激元在波导两个界面上的对称Voigt-Voigt和Faraday-Faraday组态，结果表明，色散是对称的，表面等离子体激元的传播是双向的。我们介绍了异国情调和新颖的不对称结构，利用不同的幅度或方向的手征异常在两个外尔半金属的Voigt和法拉第配置。这些结构显示出巨大的非互易色散和表面等离子体激元的单向传播。此外，我们研究了一种混合配置的Voigt-Faraday的表面等离子体激元极化在两个界面的波导。我们发现这种结构具有独特的未来。它示出了在体等离子体频率以上具有单向传播的表面等离子体极化激元模式。此外，我们发现了一个表面等离子体极化激元带，同时承认福格特和法拉第功能。此外，我们表明，波导的厚度和化学势的外尔半金属可以作为一个微调参数在这些结构。我们的研究结果可用于利用单向表面等离子体传播特性的光学器件。
2020-04-02 cond-mat.mes-hall
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
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
Enwrapped Perylene Bisimide Enables Room Temperature Polariton Lasing and Photonic Lattices
本研究针对室温极化激射的发射体材料需求，采用强包裹型苝二酰亚胺制备光学微腔，通过大体积取代基抑制发光猝灭实现室温极化激射，并展示了光子限域与极化能带结构，为可调光-物质耦合研究提供了新路径。
2024-09-18 cond-mat.mes-hall physics.optics
Distinguishing photon and polariton lasing from GaAs microcavities by spectral and temporal analysis of the two-threshold behavior
我们比较了裸腔模和裸激子模之间零失谐的平面GaAs/GaAlAs微腔的极化激元激光和光子激光。对于低能-动量色散分支的发射，我们发现基态在输入-输出曲线上有两个阈值行为，每个跃迁都伴随着面内模色散的特征变化。特别是，我们表明，在光子统计的基础上的二阶关联函数的排放的阈值是明确的证明。此外，在发射脉冲持续时间的演变中，证实了明显的双阈值行为。
2011-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Plasmon-Exciton-Polariton Lasing
金属纳米结构提供了一个工具包，用于产生低于衍射极限的相干光。基于等离子体激元的激光依赖于发射体（诸如有机荧光团）的粒子数反转以及由等离子体激元共振提供的反馈。在这种被称为弱光物质耦合的状态下，系统的辐射特性可以用Purcell效应来描述。分子激子与等离子体激元结构产生的电磁场之间的强轻物质耦合导致了被称为等离子体激子极化激元（PEP）的混合准粒子的形成。由于这些准粒子的玻色子性质，激子极化激元凝聚可以导致在比传统光子激光器低得多的阈值功率下的类激光发射。在这里，我们观察到PEP激光通过一个黑暗的等离子体激元模式在一个低阈值的金属纳米粒子阵列中的光泵的有机系统。有趣的是，尽管活性材料的量子效率降低，但通过增加轻物质耦合的程度来降低激光的阈值功率，突出了导致激光的超快动力学，即，受激散射这些结果展示了一个独特的室温平台，用于探索开放腔结构中激子极化激元的物理学，并为将这种片上激光器件与当前光子学和有源超材料平面技术集成铺平了道路。
2017-01-10 cond-mat.mes-hall physics.optics
Polariton lasing and energy-degenerate parametric scattering in non-resonantly driven coupled planar microcavities
本研究在垂直耦合双平面微腔中实现非平衡激子-极化激元凝聚与低阈值双波长激射，观测到非共振驱动下的能量简并参量散射支间转移，并用含开放耗散Gross-Pitaevskii方程的速率方程进行理论阐释，为光子器件研发提供新平台。
2021-02-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Ultrafast Faraday Rotation Probe of Chiral Phonon-Polaritons in LiNbO3
本研究利用超快法拉第效应探测LiNbO₃中手性声子极化激元的时间反演对称性破缺运动，通过手性THz驱动场激发极化激元并结合逆法拉第效应感应磁矩，测得约11特斯拉的强感应磁场。
2025-07-29 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Coherent topological polariton laser
拓扑概念已被应用到广泛的领域，以成功地描述出现的强大的边缘模式，不受散射或无序。在光子学中，观察到拓扑保护模式产生激光的迹象，并改善了整体激光特性。在这里，我们研究激子极化激元微腔陷阱，排列在一个一维的Su-Schrieffer-Heeger晶格，并形成一个拓扑缺陷模式，我们明确地观察到高度相干的极化激元激光。此外，我们证实了激子的贡献极化激元激光通过施加外部磁场。这些系统的实验结果的鲁棒的激光和高时间相干性精心再现的广义Gross-Pitaevskii模型和Lindblad主方程模型的组合。因此，通过使用相对简单的SSH几何，我们能够描述和控制激子-极化激元拓扑激光，允许更深入地了解微激光器的拓扑效应。
2020-05-29 cond-mat.mes-hall physics.optics
Single-mode magnon-polariton lasing and amplification controlled by dissipative coupling
通过调节耗散耦合强度实现单模磁极子激光与放大，揭示了耗散耦合合作度在控制相变中的关键作用。
2025-11-20 cond-mat.mes-hall physics.optics
Strong Exciton-Photon Coupling and lasing behavior in All-Inorganic CsPbBr3 Micro/nanowire Fabry-Perot cavity
半导体腔中激子-极化激元的宏观自发相干是凝聚态物理的重要研究领域之一。全无机微/纳米线Fabry-Pérot腔具有优良的光学性能，使得在室温下实现激子-光子的强耦合和激射成为可能。在这项工作中，我们证明了强耦合激子光子和极化激元激光CsPbBr 3微/纳米线的CVD法合成。通过探索CsPbBr 3腔的空间分辨PL谱，我们观察到模式体积依赖的耦合强度，以及显着增加的群指数。此外，在室温下，在强耦合区实现了低阈值极化激元激光，通过比较激光谱和波导输出谱以及显著降低的激光阈值，证实了极化激元特性。我们目前的结果提供了实现高耦合强度的新途径，可能使令人兴奋的现象（例如极化激元的玻色-爱因斯坦凝聚、高效发光二极管和激光器）的应用成为可能。
2017-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phase diagrams of magnetopolariton gases
相对于费米子系统，如超导或铁磁相变，电中性玻色子系统中磁场对相变的影响研究得更少。然而，复合玻色子对磁场非常敏感：它们的内部结构和作为整体粒子的运动都可能受到影响。十个实验室的联合努力集中在极化激元激光器的研究上，其中玻色子准粒子的非平衡玻色-爱因斯坦凝聚体，激子-极化激元，可能在外加磁场的作用下出现或消失。基于柱状或平面微腔的极化激元激光器被光和电激发。在所有的情况下，已观察到一个显着的依赖性的启动激光的磁场。为了比较，光子激光（激光由电子空穴等离子体）在磁场的存在下进行了研究，在相同的样品极化激元激光。光子激射的阈值基本上由激子Mott跃迁控制，激子Mott跃迁似乎对磁场也很敏感。所有观察到的实验特征定性描述在一个统一的模型的基础上耦合扩散方程的电子，空穴和激子和Gross-Pitaevskii方程激子极化激元凝聚。我们的研究为非平衡玻色-爱因斯坦凝聚体的物理性质提供了更多的线索，并且这些结果表明极化激元激光器在基于自旋的量子逻辑应用中具有很高的潜力。
2013-09-26 cond-mat.mes-hall
Mode switching dynamics in organic polariton lasing
利用二阶累积量方程方法研究了有机微腔中多模极化激元激光的动力学性质。通过观察光子模式占据的时间演化，我们发现，如果在时间积分模式占据中观察到多个激射峰，其原因可能是双模激射或几种模式之间的时间切换。前者发生在一个狭窄的参数范围内，而后者发生得更广泛。我们发现，时间开关的起源是不同的弱耦合和强耦合制度。在弱耦合时，斜率效率是决定性因素，而在强耦合时，斜率效率是本征模和增益谱在泵浦时的变化。这种差异揭示了通过调查的光致发光和动量分辨增益谱。我们的研究结果强调了了解的人口的时间演化的重要性时，表征的多模极化激元系统的激光行为，并显示这些功能之间的弱耦合和强耦合的不同。
2022-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Observation of the transition from lasing driven by a bosonic to a fermionic reservoir in a GaAs quantum well microcavity
我们表明，通过监测的自由载流子水库在GaAs基量子阱微腔下的非共振脉冲光泵浦，激光支持的费米子水库（光子激光）可以区分激光支持的玻色子水库（极化激元激光）。通过测量直接沉积在微腔量子阱上的横向接触之间的光电流来探测载流子密度，所述微腔量子阱通过湿化学蚀刻而部分暴露。我们确定了两个明确的阈值的输入-输出特性的光致发光信号，可以归因于极化激元和光子激射，分别。探测的光电流的功率依赖性显示出一个独特的扭结在阈值功率的光子激射由于增加的自由载流子的辐射复合作为受激发射到腔模式集。另一方面，在极化激元激光阈值处，发光的非线性增加是由激子极化激元到基态的受激散射引起的，激子极化激元对光电流没有直接贡献。
2017-10-01 cond-mat.mes-hall physics.optics
Polariton lasing in AlGaN microring with GaN/AlGaN quantum wells
University of Sheffield（谢菲尔德大学）；University of Bath（巴斯大学）；École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）
本研究在基于GaN/AlGaN平板波导的微环谐振器中实现了4K至室温的紫外极化激元激射，证实强激子-光子耦合且激射发生在莫特转变密度以下，为可集成的室温高速紫外光子器件奠定基础。
2022-10-28 cond-mat.mes-hall physics.optics
Direct Observation and Optical Manipulation of Exciton-polariton Parametric Scattering Lasing in Temporal
本研究在室温下利用双光子吸收首次直接观测并光学放大了非简并激子-极化激元参量散射激光，通过超快光学触发实现了信号态的调制，并测得0.4ps的响应时间，为极化激元光电器件提供了新调制途径。
2025-11-01 cond-mat.mes-hall physics.optics
Non-Hermitian Topological End-Mode Lasing in Polariton Systems
我们预测了在一维激子-极化激元凝聚晶格中存在非厄米拓扑保护的端态，其中拓扑跃迁由激光泵浦模式驱动。我们证明了端态的数目可以用一个陈数和一个基于威尔逊圈的拓扑不变量来描述。我们发现，这种转变是由于{ \it强制的异常点}而产生的，这可以直接从大量布洛赫波函数中预测。这使我们能够建立一种新的类型的体积边界对应的非厄米特系统和计算的开链的相图解析。最后，我们展示了拓扑激光的一个单一的端模在一个现实的模型的微腔晶格。
2020-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Temperature Dependence of Highly Excited Exciton Polaritons in Semiconductor Microcavities
半导体微腔中极化激元凝聚的观测表明，极化激元可以作为一种新型的低输入功率要求的激光器。低激发区近似相当于热平衡，而较高的激发导致更占主导地位的非平衡特征。虽然在高激发态下实验观察到了标准光子激射，但理论上在高激发态下仍能保持电子-氢对束缚。因此，不同的光子激射机制的光致发光被预测为与标准的光子激射不同。在本文中，我们报告的光致发光的变化与激发密度的温度依赖性。过渡到标准光子激射的第二阈值行为在低温、高激发功率状态下没有测量到。我们的研究结果表明，可能仍然有一个电子-空穴对在这个制度，以提供一个不同的光子激光机制。
2013-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Digital-Alloy Bragg Mirrors in High-Q Microcavities for Polariton Lasing
St. Petersburg State University（圣彼得堡国立大学）；Spin Optics Laboratory, St. Petersburg State University（圣彼得堡国立大学旋光实验室）；Nanophotonics Research Center, St. Petersburg State University（圣彼得堡国立大学纳米光子学研究中心）；Abrikosov Center for Theoretical Physics, Moscow Center for Advanced Studies（莫斯科高等研究学院阿布里科索夫理论物理中心）；Russian Quantum Center, Skolkovo, Moscow（俄罗斯量子中心）
通过数字合金超晶格实现高Q微腔，降低极子激光阈值并提高质量因子，利用量子限制和激子效应优化模型。
2025-12-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dirac Cones and Room Temperature Polariton Lasing Evidenced in an Organic Honeycomb Lattice
Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Physikalisches Institut and Würzburg-Dresden Cluster of Excellence ct.qmat, Lehrstuhl für Technische Physik（维尔茨堡朱利叶斯-马克西米利安大学物理研究所和ct.qmat维尔茨堡-德累斯顿卓越集群技术物理教席）；Wroclaw University of Science and Technology, Faculty of Fundamental Problems of Technology, Department of Experimental Physics（弗罗茨瓦夫科技大学基础技术学院实验物理系）；Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Department of Biochemistry（维尔茨堡朱利叶斯-马克西米利安大学生化系）
本研究在有机蜂窝晶格中证实了狄拉克锥和室温极子激光，利用高质光学晶格和荧光蛋白实现常温下相干极子凝聚态。
2024-06-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Room temperature topological polariton laser in an organic lattice
人工晶格中的相互作用玻色子已被证明是研究物质奇异相以及非平凡拓扑现象的有力工具。激子-极化激元，光和物质的玻色子准粒子，已经显示出将光学系统的片上益处与强相互作用相结合，继承了它们的物质特性。然而，技术上重要的半导体平台严格要求低温以用于操作。在本文中，我们证明了激子极化激元激光的拓扑缺陷出现的印迹晶格结构在室温下。我们利用一个单体红色荧光蛋白来自DsRed的Discosoma海葵，托管高度稳定的Frenkel激子。使用图案化的镜腔，我们调整的晶格势景观的线性Su-Schrieffer-Heeger链设计拓扑缺陷域边界和边缘。在光谱实验中，我们毫不含糊地证明极化激元激光从这些拓扑缺陷。这一进展有望成为一种范式转变，为在环境条件下相互作用的玻色子多体物理铺平道路。
2020-12-22 cond-mat.mes-hall
Spontaneous symmetry breaking in a polariton and photon laser
本文报道了在半导体微腔中同时观测到强耦合和弱耦合两种情况下的自发对称性破缺和长程空间相干。在脉冲激发下，在极化激元和光子激光机制中观察到随机序参量的形成。单次测量的斯托克斯矢量的排放表现出的随机偏振的建设。在阈值以下，偏振噪声不超过10%，而在阈值以上，我们观察到在每个激发脉冲之后高达50%的总偏振，而在整个脉冲上平均的偏振保持接近零。在极化激元和光子激光两种情况下，随机极化的建立都伴随着空间相干性的建立。我们发现，在极化激元和光子激射两种情况下，玻色-爱因斯坦凝聚都满足自发对称性破缺的Landau判据和长程序的Penrose-Onsager判据.
2012-08-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
Second-order temporal coherence of polariton lasers based on an atomically thin crystal in a microcavity
本文测量含原子级薄 MoSe2 晶体微腔中极化激元激射的二阶时间相关性，揭示阈值下热聚束与阈值上相干态转变，并由含量子声子散射的微观模型验证。
2024-02-28 cond-mat.mes-hall
Realization of Hofstadter's butterfly and a one-way edge mode in a polaritonic system
我们提出了一个方案，以产生一个人工的规范场的中性玻色子系统，表示为微柱排列成一个正方形的晶格中的极化激元。微柱的两个极化之间的分裂打破了时间反转对称性（TRS），并导致腔之间的有效的相位相关跳跃。这可以允许在基元上设计非零通量，对应于人工磁场。改变相位，我们观察到一个特征霍夫施塔特的蝴蝶图案和外观的手性边缘状态的有限尺寸的结构。对于长寿命的极化激元，我们表明，在边缘的波包的传播是强大的对无序。此外，由于固有的驱动耗散性质的极化激元晶格，我们发现该系统可以表现出拓扑激光，最近发现的有源环形腔阵列。研究结果为在中性自旋系统中实现人工磁场提供了一种静态的方法，避免了参数的周期性调制或强自旋轨道相互作用。最终，所描述的系统可以允许对缺陷鲁棒的高功率拓扑单模激光。
2018-08-14 cond-mat.mes-hall
Ultra-low threshold polariton condensation
我们证明了凝聚的微腔极化激元与一个非常尖锐的阈值发生在两个数量级的泵浦强度比以前的示威凝聚。长的腔寿命和捕获和泵浦的几何形状是实现这种低阈值的关键。极化子凝聚，或“极化子激光”长期以来一直被认为是一种有前途的相干光源，其阈值低于传统激光，这些结果表明有方法使该阈值更低。
2016-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Mapping the strong-to-weak coupling crossover in polymer-film microcavity lasers
Skolkovo Institute of Science and Technology（斯科尔科沃科学技术研究所）
研究通过调控微腔长度，揭示了聚合物膜激光从极子激光到光子激光的转变，展示了阈值增益和能级蓝移的普遍特性。
2026-07-10 cond-mat.mes-hall physics.optics
Electrical switching of a chiral lasing from polariton condensate in a Rashba-Dresselhaus regime
本文提出一种基于液晶与CsPbBr₃钙钛矿腔的电可调器件，利用Rashba-Dresselhaus自旋轨道耦合调控极化激元凝聚体的手性激光发射，并通过电压实现手性发射的开关切换。
2022-11-21 cond-mat.mes-hall physics.optics
Photoluminescence of high-density exciton-polariton condensates
研究了半导体微腔中高激发态激子-极化激元凝聚体的光致发光。在强抽运下，已经观察到激子-极化激元凝聚体经历激子和光子之间的强耦合丢失的激光跃迁。我们讨论了另一种高密度的情况下，保持强耦合。我们发现光致发光在较低的极化激元能量到腔光子能量之间平滑地跃迁。给出了光谱特性变化的直观理解，以及与激光情况下光致发光特性的差异。
2015-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Magnetic field induced nutation of the exciton-polariton polarization in (Cd,Zn)Te crystals
利用偏振飞行时间技术研究了激子-极化激元在亚毫米厚（Cd，Zn）Te晶体中的极化动力学行为。在法拉第几何中施加磁场导致传播通过晶体的初始线性或圆偏振的、持续时间为150 fs的光谱宽的光脉冲的所有斯托克斯参数的同步时间振荡。强色散的光子能量接近激子共振导致的光脉冲的持续时间为200 $-$ 300 ps的拉伸和增强的磁光效应，如法拉第旋转和非互易双折射。激子-极化激元极化的振荡频率随着磁场$B$的增加而增加，在$B\sim 5$ T处达到10 GHz。令人惊讶的是，法拉第旋转和非互易双折射的相对贡献经历强烈的变化与光子能量，这是由于在激子共振附近的法拉第旋转的非平凡的光谱依赖性。这导致了所传输的光脉冲在时域中的偏振章动。该结果很好地解释了一个模型，占法拉第旋转和磁空间色散的锌晶体。我们评估了激子$g$因子$|g_{\rm exc}|=0.2$和磁空间常数$V= 5 \times 10^{-12}$ eVcm $\textup{T}^{-1}$。
2013-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Whispering gallery quantum well exciton polaritons in an Indium Gallium Arsenide microdisk cavity
本文首次在砷化铟镓量子阱填充的砷化镓微盘腔中观测到回音壁激子极化激元，通过温度和半径调谐测得5–10 meV拉比劈裂，并建立解析量子模型，高功率下进一步实现极化激元激射。
2023-09-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Lasing in optically induced gap states in photonic graphene
本文报道了耦合微柱蜂窝晶格中局域带隙态的极化激元激光。本地化的模式是由激发光束所产生的光学潜力，不需要额外的工程，否则均匀的极化激元晶格。间隙状态的空间形状产生于由激发光束和底层晶格的六边形对称性产生的圆柱势的轨道角动量本征模的相互作用。我们的研究结果提供了深入的工程缺陷状态的二维晶格。
2018-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
An electrically pumped topological polariton laser
本研究利用垂直谐振腔极化激元微柱晶格构建拓扑Su-Schrieffer-Heeger缺陷，通过电激发p-i-n掺杂结构实现了拓扑缺陷的极化激元激光，验证了其拓扑特性保留与弱耦合区高效激射，推动了应用型拓扑激光器的发展。
2024-02-01 cond-mat.mes-hall physics.optics
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
Topological enhancement of exciton-polariton coherence with non-Hermitian morphing
研究通过非厄米趋肤效应与缺陷模式杂化，实现激子-极化子激光的空间相干性增强，且对无序稳健。
2023-06-01 cond-mat.mes-hall
Design of a room-temperature topological exciton-polariton laser in a ZnO/TiO$_2$-photonic crystal slab
本文设计ZnO/TiO$_2$光子晶体平板，利用三角晶格拓扑界面态实现室温下可偏振选择、抗背向散射的二维传播型拓扑激子–极化激元激光。
2022-12-22 cond-mat.mes-hall
Nonlinear relaxation of 0-dimension-trapped microcavity polaritons
研究了非共振激发下浅零维陷阱中束缚极化激元态的发射特性。我们的证据几个放松制度。对于轻微的负光子-激子失谐，我们观察到的发射强度的非线性增加，载流子-载流子散射辅助弛豫下强耦合制度的特点。这证明了系统向受限状态的有效弛豫。对于轻微的正失谐，我们观察到从强到弱耦合区，然后单模激光的过渡。
2009-05-19 cond-mat.mes-hall
Lasing in topological edge states of a 1D lattice
拓扑描述不受平滑扭曲影响的特性。其主要标志是出现位于具有不同拓扑不变量的区域之间边界处的边缘状态。这一特性为在纳米和微米尺度系统中捕获光提供了新的机会，这些系统会受到制造缺陷和环境引起的变形的影响。在这里，我们显示激光在这样的拓扑边缘状态的一维晶格的极化激元微柱，实现了一个轨道版本的苏-施里弗-希格哈密顿。我们进一步证明，激光在这些状态下持续的晶格局部变形。这些结果开辟了实现手征激光器的时间反转对称性破缺系统，并结合极化激元相互作用时，非线性拓扑光子学的研究。
2017-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
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
Quantum Many-Body Theory for Exciton-Polaritons in Semiconductor Mie Resonators in the Non-Equilibrium
我们在广义哈伯德哈密顿量的框架内实现了外激发ZnO Mie谐振器，以研究激子和激子-极化激元的寿命。我们的结果来自Floquet-Keldysh-Green的形式主义与动态平均场论（DMFT）和二阶迭代微扰理论求解器（IPT）。我们发现，Fano共振起源于耦合的连续的电子态密度的半导体米氏谐振器产生的极化激元的寿命在0.6 ps和1.45 ps之间。这些结果进行了比较，ZnO偏振激元激光器和ZnO随机激光器。我们解释的激子极化激元寿命的峰值在我们的结果作为一个信号的增益变窄，这可能会导致稳定的极化激元激光模式在单激发ZnO米氏谐振器。这种形式的增益可能导致非平衡状态下ZnO Mie谐振器系综中的极化激元随机激射。
2020-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Non-epitaxial perovskite polariton laser diode operating under direct current
本文提出将溶液生长CsPbBr3微片与单壁碳纳米管电极集成并嵌入光学微腔，在8 K和65 μA直流下实现强耦合区极化激元激光。
2025-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Optomechanical lasing and domain walls driven by exciton-phonon interactions
本文从理论上研究了强非线性条件下平面半导体纳米结构中光泵激子与声波的相互作用。我们开始与多模光机械激光制度的光泵频率{以上}激子共振和演示宽带混沌激光光谱。我们还预测形成的光机械非线性驱动的光泵激子共振{以下}的传播光机械畴壁。域壁的稳定性条件进行了分析研究，并与直接数值模拟。我们的结果适用于非线性声传播的量子阱阵列或在平面上的布拉格半导体微腔托管激子极化激元。
2021-07-26 cond-mat.mes-hall physics.optics
