通过光子超固体相位转换实现超快全光开关
量子气体
2026-04-13 v1 介观与纳米尺度物理
光学
摘要
我们提出了一种利用光子超固体与空间均匀光子超流之间双稳定性进行超快全光开关的方法。关键要素是通过将高迁移率二维电子气（2DEG）嵌入腔内来实现可调的非局域光子-光子相互作用。漂移电流位移费米盘，使 Lindhard 相互作用核在有限波矢处获得负值，从而触发 roton 不稳定性。所得双稳定 -曲线支持一种 write-hold-erase 协议，通过短脉冲在分支之间切换，实现约 120 dB 的开关对比度。 hysteretic ON 状态在写脉冲移除后持续维持亚阈值直流驱动，实现全光双稳定存储器。由于光子场对每个嵌入量子阱具有加性耦合，层叠具有不同漂移角度的层可实现更高阶对称性的 roton 配置，使超固体在空间上获得更丰富的有序，从而实现该开关的非二进制泛化。该平台在超快亚 fJ 级工作，较大多数现有全光开关在对比度和可重构性方面均有所优势。
关键词
引用
@article{arxiv.2604.09097,
title = {Ultrafast All-Optical Switching via a Supersolid Phase Transition of Light},
author = {J. L. Figueiredo and J. T. Mendonça and H. Terças},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.09097},
year = {2026}
}