半导体量子点中光学多波混频过程的时间排序
介观与纳米尺度物理
2023-02-07 v1 光学
摘要
通过多波混频过程对光发射体集合进行相干控制，是实现高容量光学量子存储器和信息处理设备的关键。在此背景下，置于光学微腔中的半导体量子点代表了探索超越微扰非线性光学极限的强光-物质相互作用以及控制光驱动量子系统幺正演化的优秀候选者。在这项工作中，我们证明了一序列两个光学皮秒脉冲可用于建立对(In,Ga)As量子点中三重态集合相位演化的相干控制，且独立于其初始量子态。我们的方法基于强场极限下简并多波混频信号之间的相干转移，其中会发生多能级系统中的Rabi旋转。特别地，我们使用双脉冲光子回波序列来揭示三重态集合的相干动力学，而两个额外控制脉冲的面积则作为调节相干发射幅度和时序的调谐旋钮。此外，我们利用三重态基态和激发态的自旋简并性来控制发射信号的偏振态。令人惊讶的是，我们揭示了当所用光控制脉冲的持续时间与集合的退相干时间相当时，会解除不同阶次波混频过程之间的时间简并。这一现象表现为强光场下相干光学响应的时间形状发生显著改变。解除时间简并允许平滑地追踪从微扰区域到Rabi旋转区域的过渡，并为迄今为止尚未探索的材料系统中复杂能级结构的光学研究开辟了新的可能性。
引用
@article{arxiv.2302.02480,
title = {Temporal sorting of optical multi-wave-mixing processes in semiconductor quantum dots},
author = {S. Grisard and A. V. Trifonov and H. Rose and R. Reichhardt and M. Reichelt and C. Schneider and M. Kamp and S. Höfling and M. Bayer and T. Meier and I. A. Akimov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.02480},
year = {2023}
}