微纳米结构中极化激元太赫兹光子发射研究

基本信息
批准号:11364020
项目类别:地区科学基金项目
资助金额:45.00
负责人:米贤武
学科分类:
依托单位:吉首大学
批准年份:2013
结题年份:2017
起止时间:2014-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:叶伏秋,黄勇刚,廖文虎,吴宏伟,李秀红,郭俊吉
关键词:
微腔极化激元激光器量子阱太赫兹
结项摘要

The terahertz(THz) spontaneous emission can be obtained in exciton-polariton in quantum wells(QW) intersubband ultrastrong coupling with microcavity up to room temperature, which can achieve the high efficiency solid THz source in the room temperature. In this project, some of the basic physical problems of polariton terahertz emitter will be investigated in microcavity-QW system in the strong and ultrastrong coupling regime.We will study the effects of QW electronic structure and microcavity electrical field on the THz emission. The dynamics of the emission of THz single photon in polariton system using the density matrix theory. The dependence of the spectral line shape and frequency of THz single photon emission on various many-body interactions, such as electron-electron interaction, electron-phonon interaction, and polariton-polariton interaction, will be studied. The effects of magnetic field on polarition terahertz emission will also be studied. Moreover, the mechanism of quantum vacuum radiation and the possible experimental approaches to achieve quantum vacuum radiation by modulating the density of two-dimensional electron gas will also be investigated. We will explore the possible ways to achieve the emission of THz entangled photon pairs using quantum vacuum radiation. These studies are important for implementation of compact, reliable, and scalable solid-state THz sources. Moreover, our investigations will give some physical fundamentals to design of a new type of optoelectronic and quantum devices. Our work may predict a range of new quantum phenomena in QW-microcavity system in the ultrastrong coupling regime.

基于微腔-量子阱超强耦合系统中的极化激元能够实现室温下发射太赫兹光子,利用这一系统有可能实现室温下的高效率的固体太赫兹源。本项目研究微腔-量子阱耦合系统在强耦合和超强耦合机制下极化激元太赫兹单光子和纠缠光子对发射的一些物理问题:研究量子阱和微腔性质对微腔-量子阱系统中的极化激元太赫兹发射的影响;研究极化激元太赫兹光子发射动力学性质;研究电子-电子、电子-声子及极化激元-极化激元等多体作用对太赫兹光子发射的影响;研究外加磁场对极化激元太赫兹光子发射的影响。研究量子阱-微腔系统量子真空辐射的物理机理,确定通过调控二维电子气浓度实现量子真空辐射的实验方案,探索利用量子真空辐射实现太赫兹纠缠光子对的可能途径。这些研究为实现室温下高效率的极化激元太赫兹辐射器和探测器提供理论指导,并可能为从原理上设计一些功能可调控的新型光电子和量子器件提供物理基础,研究可能展现一些超强耦合机制下的新量子现象。

项目摘要

基于微腔-量子阱超强耦合系统中的极化激元能够实现室温下发射太赫兹光子,利用这一系统有可能实现室温下的高效率的固体太赫兹源。本项目研究了极化激元太赫兹单光子发射及光传输控制的一些物理问题:研究量子阱和微腔性质对微腔-量子阱系统中的极化激元太赫兹发射的影响;研究极化激元太赫兹光子发射动力学性质;研究电子-电子、电子-声子及极化激元-极化激元等多体作用对太赫兹光子发射的影响;激光光束传播过程中的偏移问题;量子相变和纠缠等现象。我们利用Zubarev’s格林函数方法研究了强太赫兹电场作用下微腔中的双量子阱激子光吸收特性.该研究为微腔-量子阱系统量子光学响应提供了一个简单、方便的全量子理论处理方法。另外激光的非线性、相移特性研究为实现极化激元太赫兹激光器提供理论指导。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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