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基于投影算符的非平衡稳态电子-空穴-光子体系重整化方法
摘要： 我们提出了一种基于投影算子的重整化方法的扩展版本，该方法不仅能处理耦合费米子-玻色子系统中的平衡态，还能处理非平衡态。该理论应用于半导体微腔中相互作用的电子、空穴和光子，其中腔内光子向真空的损耗尤为重要。该方法在失谐度、库仑相互作用、光-物质耦合及阻尼等广泛参数范围内，超越平均场理论纳入关联与涨落过程——即使准粒子激发数较大时亦然。通过分析一个相当普适的电子-空穴-光子哈密顿量（该模型还包含与两个费米子浴及自由空间光子库的耦合），我们实现了对激子与极化子形成及其可能通过自发相位对称性破缺发生凝聚的描述，具体包括基态、稳态及光谱特性的研究。由此，采用Mori-Zwanzig投影技术计算长时间极限下的期望值，从而获得系统的稳态行为。通过追踪不同序参量、完全重整化的单粒子能谱及稳态发光，我们展示了激子与极化子的玻色-爱因斯坦凝聚现象及其在激发密度增加时的平滑转变过程。
关键词： 激子凝聚、非平衡稳态、半导体微腔、基于投影的重整化方法、电子-空穴-光子系统、玻色-爱因斯坦凝聚、极化激元凝聚
更新于2025-09-23 15:23:52
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用于超高频率腔光力学的量子阱光弹梳
摘要： 在量子极限下运行的光机械器件为超高灵敏度质量与位移测定以及更广泛的量子技术领域开辟了新视角。高频操作意味着可在更高温度下运行并具备更强的环境噪声免疫能力。本文提出并验证了一种量子阱光弹梳状结构新概念，该结构能在半导体混合谐振器中实现光与数百GHz量级光机械共振的高效电致伸缩耦合。我们利用专门设计的高分辨率拉曼光谱装置，证实了光谱权重从60GHz模式向190-230GHz模式的转移——这些高频模式对应于光声腔基础呼吸模的第八和第十泛音。该方法实现了比现有方案高两个数量级的机械频率耦合，且未降低光机械常数g0。光机械耦合的波长依赖性进一步证明了共振光弹相互作用的作用，凸显了实现强耦合机制的潜力。实验结果表明，电致伸缩力可设计出选择性耦合特定机械模式的优化器件。本提案为量子与超高频信息技术领域新型方法的实现开辟了令人振奋的前景。
关键词： 半导体微腔、拉曼散射、光机械学
更新于2025-09-23 15:22:29
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微腔激子-极化子在晶格中当前状态的非线性分岔图
摘要： 我们研究了一个嵌入弱对比周期晶格的非相干驱动半导体微腔中激子极化子的非平衡特性。在平均场理论框架下，我们描述了具有布洛赫波结构的相干激子极化子的非线性本征态，并确定了布里渊区边界处的非线性电流态。我们展示了激子-激子相互作用对凝聚体本征频率-动量分岔图的深刻改变。所讨论的现象发生在具有高度对称性的态中，特别是位于布里渊区中心或边界的态。
关键词： 激子极化激元、半导体微腔、布洛赫波、非线性分岔、布里渊区
更新于2025-09-23 15:21:21
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线性偏振极化激元流体中的外控洛特卡-沃尔泰拉动力学
摘要： 横向图案的自发形成在各类非线性动力系统中普遍存在。其中特别值得关注的是这类图案的主动控制技术。在非线性光学系统中，这种技术可实现具有晶体管特性的全光开关，例如通过平面量子阱半导体微腔中的极化激元实现。本文重点研究一种利用光学驱动极化激元系统复杂偏振依赖特性的特定构型。除对耦合光场-激子动力学进行详细数值模拟外，我们着重推导了一个简化的种群竞争模型，从非线性动力系统角度深入揭示其内在机制。该模型表现为包含显式外部控制源项的双种群广义洛特卡-沃尔泰拉系统。我们全面分析了空间各向异性与外部控制强度参数空间中稳态的存在性与稳定性，并在非平庸区域构建相边界及表征涌现分岔。该种群竞争模型不仅完整重现了复杂半导体系统全数值模拟中观察到的开关关键特征，同时保持了足够的简洁性以实现完全解析理解。
关键词： 全光开关、种群竞争模型、非线性光学系统、横向图案、洛特卡-沃尔泰拉系统、极化激元、半导体微腔
更新于2025-09-23 15:19:57
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二阶非线性对双共振半导体微腔中量子点量子相干振荡的影响
摘要： 研究了强二阶非线性介质存在下，高Q值双共振半导体微腔中相干驱动量子点的量子拉比振荡。结果表明，χ(2)非线性对拉比振荡有显著影响。
关键词： 拉比振荡，半导体微腔，二阶非线性
更新于2025-09-12 10:27:22