Floquet 工程对单层 WS$_2$ 中相干激子动力学的影响

通过 Floquet 工程对电子能带结构进行相干光学操控，是在超快时间尺度上控制量子系统的一种有前景的手段。然而，驱动场的超快开/关带来了关于 Floquet 形式论有效性界限的问题——该形式论是针对无限周期驱动定义的——以及瞬态变化能在多大程度上被绝热驱动。实验上探究这些问题一直很困难，很大程度上是因为缺乏一种在脉冲持续期间测量相干动力学的成熟技术。在此，我们利用多维相干光谱，在单层 WS$_2$ 中显式地激发、控制并探测 $K$ 与 $K^\prime$ 谷中激子的相干叠加。利用圆偏振、红失谐泵浦脉冲，可解除 $K$ 与 $K^\prime$ 激子的简并并旋转相干的相位。我们展示了在 100 fs 驱动脉冲期间超过 $\pi$ 的相位旋转，并表明这可由一个谷中激子的 AC-Stark 位移与对谷中激子的 Bloch-Siegert 位移共同描述。尽管展示了直接跟随泵浦脉冲强度包络的平滑相位演化，该过程并非完全绝热。通过测量宏观相干在泵浦脉冲前、中、后的幅值演化，我们表明在泵浦存在下由功率展宽引起了额外的退相干。这种非绝热性可能对许多应用（如量子信息处理中操控量子比特）构成问题，但这些测量也提示了可最小化或消除此类效应的途径。