論文の概要: A Zero-Threshold Polariton-Raman Laser
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.17475v2
- Date: Wed, 31 May 2023 07:15:17 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-01 12:11:18.430610
- Title: A Zero-Threshold Polariton-Raman Laser
- Title(参考訳): ゼロthresholdポラリトンラマンレーザー
- Authors: Avijit Dhara, Devarshi Chakrabarty, Pritam Das, Kritika Ghosh, Ayan
Roy Chaudhuri, Sajal Dhara
- Abstract要約: 我々は、ストロークシフトポラリトンラマンモードが光学的微小キャビティ内の異方性励起子-ポラリトンバンドの1つ内で調整されると、ゼロしきい値のラマンレーザーが得られることを示した。
さらに、単一モードのマイクロキャビティにおけるラマン活性異方性励起子偏光子がPT対称非エルミート量子系を実現するためのプラットフォームを提供することを示した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Raman lasers are known for their low power operation and wavelength
tunability unattainable by conventional lasers. Recently ultralow-threshold
Raman lasers had been realized in semiconductors with various geometries.
Zero-threshold lasers were realized previously only in single atom emitter
strongly coupled in a single mode cavity with spontaneous emission coupling
factor of unity. However, this was not feasible in microcavities hosting
isotropic Raman active materials with degenerate bare cavity modes. Here we
show that a zero threshold Raman laser can be achieved when Stoke shifted
polariton Raman modes are tuned within one of the anisotropic exciton-polariton
bands in an optical microcavity. In addition, we demonstrate that Raman active
anisotropic exciton-polaritons in a single mode microcavity offers a platform
to realize a PT-symmetric non-Hermitian quantum system of two nearly orthogonal
polariton modes that constitute a non-trivial band dispersion containing
exceptional points. We found that the PT-symmetric phase responsible for the
zero-threshold lasing can be switched to a finite threshold in PT-symmetry
broken phase via cavity detuning by the variation of bath temperature, as well
as by the variation of pump polarization and energy. Our discovery of zero
threshold polariton Raman laser, would not only open up several new paradigms
of applications in the areas of quantum optics and on-chip photonics but also
offer a platform for research in quantum physics of PT-symmetric non-Hermitian
system.
- Abstract(参考訳): ラマンレーザーは、従来のレーザーでは達成できない低出力動作と波長可変で知られている。
最近の超低融点ラマンレーザーは様々な測地線を持つ半導体で実現されていた。
ゼロ閾値レーザーは従来は単一モードキャビティに強く結合した単一原子エミッタとユニティの自然放出結合係数でのみ実現されていた。
しかし, 異方性ラマン活性物質を担持するマイクロキャビティでは, 縮退した裸空洞モードでは実現不可能であった。
ここでは、ストロークシフトポラリトンラマンモードが光学的微小キャビティ内の異方性励起子-ポラリトンバンドの1つ内で調整されると、ゼロしきい値のラマンレーザーが得られることを示す。
さらに、単一モードのマイクロキャビティにおけるラマン活性異方性励起子-ポーラリトンは、例外点を含む非自明なバンド分散を構成する2つの略直交偏光子モードからなるpt対称非エルミート量子系を実現するプラットフォームを提供する。
その結果, ゼロスレッショルド発振に寄与するpt対称相は, 浴温の変動によるキャビティデチューニングとポンプ偏光とエネルギーの変動により, pt対称性破壊相の有限しきい値に切り替えることができることがわかった。
ゼロしきい値ポラリトンラマンレーザーの発見は、量子光学やオンチップフォトニクスの分野での応用のいくつかの新しいパラダイムを開くだけでなく、pt対称非ヘルミティアン系の量子物理学の研究のためのプラットフォームを提供するだろう。
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