全光散射体晶格中的光量子流体
介观与纳米尺度物理
2021-10-01 v2
摘要
凝聚态物理中最近确立的范式之一是在人工构造势中考察系统行为，从而洞察难以触及设定下量子流体的物理现象。一个突出例子是物质波散射体晶格，也称为势垒晶格或排斥性狄拉克梳。在那里，高能物质波穿过窄宽势垒发生透射和反射，导致严格的相位匹配条件及随后的晶格能带形成。它是量子力学中讲授最多的系统之一，但不同于倏逝耦合晶格位点或波导，其在宏观物质波流体中的实现一直难以捉摸。在此，我们通过光学注入非相干激子云来实现并研究非厄米 Lieb 散射体势晶格中的激子-极化激元凝聚体系统，这些激子云既发射又与行进的极化激元波相互作用。通过精细调节晶格参数，我们揭示了两种不同极化激元凝聚机制之间的非平衡相变：增益导引极化激元在晶格势极大值处凝聚的散射体晶格，以及被困极化激元在晶格势极小值处凝聚。该相变的特征是由于两机制间增益竞争导致的多模凝聚。对极化激元发射的能量层析使我们能够测量光诱导晶格的复杂能带结构。我们的结果为受限与自由膨胀波非平稳混合中的非厄米流体未探索物理铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2007.02807,
title = {Quantum fluids of light in all-optical scatterer lattices},
author = {Sergey Alyatkin and Helgi Sigurdsson and Alexis Askitopoulos and Julian D. Töpfer and Pavlos G. Lagoudakis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.02807},
year = {2021}
}