論文の概要: Multi-Photon Lasing Phenomena in Quantum Dot-Cavity QED
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.13518v1
- Date: Mon, 15 Dec 2025 16:44:08 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-16 17:54:56.762457
- Title: Multi-Photon Lasing Phenomena in Quantum Dot-Cavity QED
- Title（参考訳）: 量子ドットキャビティQEDにおける多光子遅延現象
- Authors: Lavakumar Addepalli,
- Abstract要約: 量子エミッタの内部状態、または複数のエミッタ間のコヒーレンスが重要な役割を果たす。
この論文は、様々な量子ドット-フォトニック結晶キャビティ量子電磁力学系における多光子ラシング現象を探求する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Multi-photon lasing has been realized in systems with strong nonlinear interactions between emitters and cavity modes, where single-photon processes are suppressed. Coherence between the internal states of a quantum emitter, or among multiple emitters, plays a key role. Such continuous nonclassical sources of light can find applications in quantum computation, quantum sensing, quantum metrology, and quantum communication. This thesis explores the multi-photon lasing phenomena in various quantum dot-photonic crystal cavity quantum electrodynamic (QED) setups. Exciton-phonon interactions are inevitable in such systems and are incorporated using the polaron-transformed master equation. The Born-Markov approximation is employed to obtain the reduced density matrix rate equation. Using quantum laser theory, we derived the Scully-Lamb laser rate equations and evaluated the single- and multi-photon excess emission rates defined as the difference between emission and absorption rates into the cavity mode without mean-field approximations. We investigated cooperative two-photon lasing, correlated emission lasing, hyperradiant lasing, non-degenerate two-mode two-photon lasing, and continuous variable entanglement in open quantum systems with single or multiple semiconductor quantum dots (two-level, three-level, and four-level) driven coherently/incoherently and coupled to single/ bimodal cavities.
- Abstract（参考訳）: 単一光子過程が抑制されるエミッタとキャビティモード間の強い非線形相互作用を持つシステムでは、多光子ラシングが実現されている。
量子エミッタの内部状態、または複数のエミッタ間のコヒーレンスが重要な役割を果たす。
このような連続的な非古典的な光源は、量子計算、量子センシング、量子気象学、および量子通信に応用できる。
この論文は、様々な量子ドット-フォトニック結晶空洞量子電磁力学(QED)セットアップにおける多光子ラシング現象を探求する。
このような系ではエキシトン-フォノン相互作用は避けられず、ポーラロン変換マスター方程式を用いて取り込まれている。
ボルン・マルコフ近似を用いて密度行列レートの減少式を得る。
量子レーザー理論を用いて、Scully-Lambレーザー速度方程式を導出し、平均場近似を使わずにキャビティモードへの放射と吸収の差として定義される単光および多光子過剰放出率を評価した。
単一または複数の半導体量子ドット (2レベル, 3レベル, 4レベル) をコヒーレントに駆動し, 単一/バイモーダルキャビティに結合したオープン量子系において, 協調型2光子ラシング, 相関型エミッションラシング, 非縮退型2光子ラシング, 連続型可変アンタングルメントについて検討した。
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