論文の概要: Modulating Low-Power Threshold Optical Bistability by Electrically Reconfigurable Free-Electron Kerr Nonlinearity

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.14082v1
• Date: Wed, 18 Dec 2024 17:29:27 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-19 16:45:38.632317
• Title: Modulating Low-Power Threshold Optical Bistability by Electrically Reconfigurable Free-Electron Kerr Nonlinearity
• Title（参考訳）: 電気的再構成可能な自由電子カー非線形性による低出力閾値光ビスタビリティの制御
• Authors: Huatian Hu, Gonzalo Álvarez-Pérez, Antonio Valletta, Marialilia Pea, Michele Ortolani, Cristian Ciracì,
• Abstract要約: 重ドープ半導体中の自由電子濃度を静的バイアス下で変調することにより、カー非線形性を電気的に再構成する顕微鏡機構を提案する。 光学的不安定性を達成するためのパワー閾値は、2桁のオーダーで前例のないチューニング性を示し、表面電荷制御により10$mu$Wの値に達する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: We propose a microscopic mechanism to electrically reconfigure the Kerr nonlinearity by modulating the concentration of free electrons in heavily doped semiconductors under a static bias. Our theory incorporates electrostatic and hydrodynamic frameworks to describe the electronic dynamics, demonstrating electrically tunable linear and nonlinear modulations. The power threshold of achieving optical bistability shows unprecedented tunability over two orders of magnitude, reaching values as low as 10 $\mu$W through surface charge control. These findings offer new insights into understanding and actively controlling Kerr nonlinearities, paving the way for efficient refractive index engineering as well as the development of advanced linear and nonlinear electro-optical modulators.
• Abstract（参考訳）: 重ドープ半導体中の自由電子濃度を静的バイアス下で変調することにより、カー非線形性を電気的に再構成する顕微鏡機構を提案する。 この理論は静電・流体力学の枠組みを取り入れて電子力学を記述し、電気的に調整可能な線形・非線形変調を実証する。 光学的不安定性を達成するためのパワー閾値は、2桁のオーダーで前例のないチューニング性を示し、表面電荷制御により10$\mu$Wの値に達する。 これらの発見は、Kerrの非線形性を理解し、積極的に制御する新しい洞察を与え、効率的な屈折率工学の道を開くとともに、先進線形および非線形電気光学変調器の開発にも貢献する。

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