激子驱动半导体腔中量子点 Mollow 三重态的理论

我们对置于高 $Q$ 半导体腔内并与声子声库相互作用的激子驱动量子点（QD）的共振荧光光谱进行了全面的理论研究。我们在极化子框架下推导了一个包含所有阶激子-声子和激子-腔耦合的量子主方程（ME）。本研究详细阐述并扩展了近期《Physical Review Letters》（C. Roy 和 S. Hughes 2011: Phys. Rev. Lett. {\bf 106} 247403）中用于描述半导体腔-QED 区域下 QD Mollow 三重态的理论。本文引入了两种 ME 形式：Nakajima-Zwanzig（NZ）和 time-convolutionless（TC），两者均在系统-声子库微扰下展开至二阶。在极化子框架下，这两种 ME 形式被证明对于连续波驱动场能产生等价的布居动力学和荧光光谱。我们还证明了 Markov 近似适用于计算非相干散射过程，随后利用 Markovian TC ME 探索了激子驱动 QD 的共振荧光光谱。我们研究了腔发射光谱和激子发射光谱，发现它们具有定性不同的光谱特征。使用相干驱动场时，众所周知的原子 Mollow 三重态特征被电子-声学声子散射显著改变，我们强调了由腔耦合和电子-声子耦合引起的关键效应。文中举例说明了显著的腔馈送和非谐腔-QED 区域，并发现腔耦合对激子-腔失谐和声子声库温度高度敏感。我们展示了 Mollow 三重态边带的半高全宽（线宽）如何随连续波泵浦 Rabi 频率的平方变化。