带电量子点诱导的腔 QED 增强光学圆双折射的扩展线性区域
量子物理
2015-02-12 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
光学微腔中单个量子点自旋诱导的巨大光学法拉第旋转 (GFR) 和巨大光学圆双折射 (GCB) 在输入场处于低功率极限时，可被视为弱激发近似下的线性效应 [Hu et al, Phys.Rev. B {\bf 78}, 085307(2008) 及同刊 {\bf 80}, 205326(2009)]。在本工作中，我们研究了从弱激发近似过渡到饱和区的过程，并将半经典近似与量子光学工具箱的数值结果进行了比较 [S.M. Tan, J. Opt. B {\bf 1}, 424 (1999)]。我们发现，在强耦合机制下，腔共振附近的 GFR 和 GCB 在中等功率下与输入场无关，且能由半经典近似很好地描述。而那些与强耦合机制下的缀饰态共振相关，或在 Purcell 机制下与腔共振合并的效应，在中等功率下对输入场敏感，且由于量子点饱和而无法由半经典近似很好地描述。由于腔共振附近的 GFR 和 GCB 相对不受饱和效应影响，因此可以利用相干态和其他统计涨落光场实现单电子自旋的快速读取。这也表明，利用这些线性效应可以构建对输入功率变化具有鲁棒性的高速量子纠缠门。
引用
@article{arxiv.1409.3787,
title = {Extended linear regime of cavity-QED enhanced optical circular birefringence induced by a charged quantum dot},
author = {C. Y. Hu and J. G. Rarity},
journal= {arXiv preprint arXiv:1409.3787},
year = {2015}
}
备注
Section IV has been added to show the linear GFR/GCB is not affected by high-order dressed state resonances in reflection/transmission spectra. 11 pages, 9 figures