超低光强下光耦合量子点微柱激光器的互耦合与同步
介观与纳米尺度物理
2019-08-15 v1
摘要
在本工作中，我们探究了经典物理与量子物理交汇处互耦合振子同步的极限。为触及这一未被揭示的同步 regime，我们采用在腔量子电动力学 regime 下工作的电驱动量子点微柱激光器。这些高- 微尺度激光器具有腔增强的自发辐射耦合，并在约 100 nW 的输出功率下工作。我们选取了在输入-输出依赖和发射能量方面光学性质几乎完全相同的微柱激光器对，将它们通过约 1~m 的距离互耦合，并通过精确温度调谐使其达到光谱共振。通过激发功率和失谐依赖研究，我们明确识别出两个互耦合高- 微激光器经由频率锁定实现的同步，其锁定范围小于 1 GHz。对同步行为的详细分析包括基于半经典随机速率方程的理论建模，并揭示出与经典域中自发发射噪声可忽略、光功率通常远高于 mW 范围的经典光学同步的显著差异。特别地，我们观察到与经典预期锁定斜率的偏离以及展宽的锁定边界，这可成功地由量子噪声在我们腔增强光学振子中起重要作用这一事实来解释。此外，对两个互耦合微激光器引入额外的自反馈，使我们能够实现零滞后同步。我们的工作为超低光强下光学振子的同步提供了重要见解，并极有潜力为未来同步量子 regime 的实验铺平道路。
引用
@article{arxiv.1808.01483,
title = {Mutual coupling and synchronization of optically coupled quantum-dot micropillar lasers at ultra-low light levels},
author = {Sören Kreinberg and Xavier Porte and David Schicke and Benjamin Lingnau and Christian Schneider and Sven Höfling and Kathy Lüdge and Stephan Reitzenstein},
journal= {arXiv preprint arXiv:1808.01483},
year = {2019}
}
备注
12 pages, 10 figures