半导体微腔中的横向光学不稳定性图样：极化激元散射与低强度全光开关

我们对半导体量子阱微腔中的横向激子-极化激元图样进行了详细的理论研究。这些图样由均匀泵浦产生的极化激元场中的方向不稳定性引发，并在远场的横向平面中作为光学图样被测量。基于微观多粒子理论，我们研究了这些图样形成的时空动力学、选择机制及其光学控制。重点放在先前提出的一种低强度全光开关方案上，该方案旨在利用这些不稳定性驱动的图样。我们使用了简化且物理上更透明的模型进行模拟和详细分析。详细研究了两个方面。首先，我们研究了各种图样的稳定性行为以及跃迁时间尺度对与开关动作相关的参数（系统内禀方位角各向异性程度和开关光束强度）的依赖关系。研究发现，若改变参数，图样系统会在阈值参数处发生突变，并伴随多稳态和滞后行为。此外，在实时开关动作期间，系统的瞬态动力学可能显著依赖于不稳定图样的邻近程度。第二个方面是对促成图样动力学的极化激元散射过程进行分类和详细分析，使我们理解了图样的选择与控制是这些过程复杂相互作用的结果。强调了极化激元场的相对相位在决定各动量模式中极化激元密度增益或损耗方面的关键作用，并利用经典图样形成系统中常用的概念对各种过程的作用进行了解释。