論文の概要: Microscopic Theory of Squeezed Light in Quantum Dot Systems

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.15114v1
• Date: Wed, 20 Aug 2025 23:02:36 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-22 16:26:46.118625
• Title: Microscopic Theory of Squeezed Light in Quantum Dot Systems
• Title（参考訳）: 量子ドット系におけるスクイーズ光の微視的理論
• Authors: Sahil Patel, Sean Doan, Chen Shang, Frederic Grillot, Frank Jahnke, John Bowers, Galan Moody, Weng Chow,
• Abstract要約: マイクロキャビティに集積された半導体量子ドットから圧縮光を生成するキャビティ-QED理論を提案する。 不均一に拡張されたQDアンサンブルの運動方程式を定式化し、コヒーレントシードフィールドによって非整合的に励起され同時に駆動される。 この分析は、光子数変動をコヒーレント状態限界以下に減少させ、振幅4次スキーズを生じる動作条件を特定する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5688171575445101
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We present a cavity-QED theory for generating squeezed light from semiconductor quantum dots (QDs) integrated in microcavities. We formulate equations of motion for an inhomogeneously broadened QD ensemble that is incoherently pumped and simultaneously driven by a coherent seed field, solve for steady states, and compute the output-field quadrature variances. The analysis identifies operating conditions that yield amplitude-quadrature squeezing, with photon-number fluctuations reduced below the coherent-state limit and squeezing levels as large as 5 dB attainable with presently accessible QD and cavity parameters using only ~ 1 uW pump power. We further show that quantum correlations originating from four-wave mixing play a dual role: they both shape the gain spectrum and generate squeezing. These correlations constitute the quantum counterpart of the mean-field (semiclassical) mechanisms responsible for self-mode-locking in QD lasers and the ultra-narrow lasing linewidths achieved under self-injection locking.
• Abstract（参考訳）: マイクロキャビティに集積された半導体量子ドット(QD)から圧縮光を生成するキャビティ-QED理論を提案する。 不均一に拡張されたQDアンサンブルの運動方程式を定式化し、コヒーレントシードフィールドによって非整合的に励起され同時に駆動され、定常状態を解き、出力場2次分散を計算する。 この分析では、光子数変動がコヒーレント状態の限界以下に減少し、現在アクセス可能なQDとキャビティパラメータが約1uWのポンプパワーで達成できる5dBまで到達可能な動作条件を特定した。 さらに、四波混合に由来する量子相関が二重の役割を担っていることを示し、どちらも利得スペクトルを形作り、スクイーズを生成する。 これらの相関関係は、QDレーザーにおける自己モードロックに責任を持つ平均場(半古典的)機構と、自己注入ロック下で達成される超狭いラシングライン幅の量子対をなす。

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