超表面与量子阱子带间跃迁强耦合的电动力学建模
光学
2014-04-30 v1
摘要
最近，通过近场将半导体异质结构（例如量子阱）中 engineered 的光学跃迁与超表面共振耦合，已在亚波长体积中实现了强光 - 物质耦合。研究还表明，不同的谐振器形状可能导致不同的 Rabi 分裂，尽管这一点尚未得到很好的解释。本文旨在理解谐振器形状与 Rabi 分裂之间的相关性，特别是通过开发一个等效电路网络模型来确定和量化影响强耦合的物理参数，该模型的元件描述了能量和耗散。由于每个超表面元件具有亚波长尺寸，我们采用近场的准静态（静电）描述，从而定义与平面超表面每个偶极元件相关的等效电容，并表明这也能准确模拟超表面与量子阱子带间跃迁之间强耦合所涉及的现象学。我们表明，使用我们的模型获得的超表面/量子阱系统的光谱特性和存储能量与全波模拟及实验结果吻合良好。随后，我们分析了由三种不同谐振器几何形状制成的超表面，观察到 Rabi 分裂的幅度随谐振器电容的增加而增加，这与我们的理论一致，从而为强耦合过程的谐振器形状依赖性提供了现象学解释。
引用
@article{arxiv.1403.4219,
title = {Electrodynamic modeling of strong coupling between a metasurface and intersubband transitions in quantum wells},
author = {Salvatore Campione and Alexander Benz and John F. Klem and Michael B. Sinclair and Igal Brener and Filippo Capolino},
journal= {arXiv preprint arXiv:1403.4219},
year = {2014}
}
备注
10 pages, 10 figures