論文の概要: Towards simultaneous coherent radiation in the visible and microwave
bands with doped molecular crystals
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.01927v1
- Date: Thu, 5 Jan 2023 06:29:43 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-08 22:19:31.655950
- Title: Towards simultaneous coherent radiation in the visible and microwave
bands with doped molecular crystals
- Title（参考訳）: ドープ分子結晶を用いた可視・マイクロ波帯における同時コヒーレント放射
- Authors: Hao Wu, Tong Li, Zhang-Qi Yin, Jiyang Ma, Xu-Ri Yao, Bo Zhang, Mark
Oxborrow and Qing Zhao
- Abstract要約: 量子システムを利用したコヒーレントな情報源は、基礎研究と工学の進歩に不可欠であることが証明されている。
本稿では,可視帯とマイクロ波帯の放射光を同時に放射する機構を提案する。
本研究は,マルチバンドコヒーレント音源の即時実現に大きく貢献する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.7613819905567
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Coherent sources exploiting the stimulated emission of non-equilibrium
quantum systems, i.e. gain media, have proven indispensable for advancing
fundamental research and engineering. The operating electromagnetic bands of
such coherent sources have been continuously enriched for increasing
demands.Nevertheless, for a single bench top coherent source, simultaneous
generation of radiation in multiple bands, especially when the bands are widely
separated, present formidable challenges with a single gain medium. Here, we
propose a mechanism of simultaneously realizing the stimulated emission of
radiation in the visible and microwave bands, i.e. lasing and masing actions,
at ambient conditions by utilizing photoexcited singlet and triplet states of
the pentacene molecules that are doped in p-terphenyl. The possibility is
validated by the observed amplified spontaneous emission (ASE) at 645 nm with a
narrow linewidth around 1 nm from the pentacene-doped p-terphenyl crystal used
for masing at 1.45 GHz and consolidated by a 20 fold lower threshold of ASE
compared to the reported masing threshold. The overall threshold of the
pentacene-based multiband coherent source can be optimized by appropriate
alignment of the pump-light polarization with the pentacene's transition dipole
moment. Our work not only shows a great promise on immediate realization of
multiband coherent sources but also establishes an intriguing solid-state
platform for fundamental research of quantum optics in multiple frequency
domains.
- Abstract（参考訳）: 非平衡量子システムの刺激的放出、すなわちゲインメディアを利用するコヒーレント源は、基礎研究と工学の進歩に不可欠であることが証明されている。
このようなコヒーレントソースの動作電磁帯は、需要増加のために継続的に濃縮されているが、単一のベンチトップコヒーレントソースでは、複数のバンドの同時放射線の発生、特にバンドが広く分離されている場合、単一のゲイン媒体による厳しい課題が提示されている。
本稿では,p-テルフェニルをドープしたペンタセン分子の光励起一重項および三重項状態を利用して,可視およびマイクロ波帯における放射の促進放出,すなわち発散およびメーシング作用を同時に実現する機構を提案する。
この可能性は、観測された増幅自発放出(ASE)が645nmで、1.45GHzのメイシングに用いられるペンタセンドープp-テルフェニル結晶から1nm前後の狭い直線幅で、報告されたメーシングしきい値と比較してASEの20倍低いしきい値で濃縮されることによって検証される。
ペンタセン系多バンドコヒーレント源の全体閾値は、ポンプ光偏光とペンタセンの遷移双極子モーメントの適切なアライメントによって最適化できる。
我々の研究は、マルチバンドコヒーレントソースの即時実現に関する大きな約束を示すだけでなく、複数の周波数領域における量子光学の基礎研究のための興味深い固体プラットフォームも確立している。
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