极化激元凝聚体中非平衡斑图形成的普适性建模

理解远离平衡系统普适行为的关键在于，当特定微观模型约化为序参量方程时获得的共同描述。为复物质场编写的普适序参量方程被广泛用于描述诸如超冷原子气体的玻色-爱因斯坦凝聚、热对流、向列液晶、激光器及其他非线性系统等不同系统。最近在半导体微腔中实现的激子-极化激元凝聚体是介于平衡玻色-爱因斯坦凝聚和激光器之间的斑图形成系统。由于光子组分的不完全限制，激子-极化激元具有有限寿命，必须持续再填充。随着光子限制的改善，系统更接近平衡系统。在本章中，我们回顾了描述激子-极化激元凝聚体动力学各种状态的若干普适方程：Gross-Pitaevskii方程（模拟弱相互作用平衡凝聚体）、复Ginzburg-Landau方程（描述对称性破缺不稳定性附近系统行为的普适方程），以及复Swift-Hohenberg方程（与复Ginzburg-Landau方程相比，包含负责空间模式选择的额外非局域项）。所有这些方程都可以从由Maxwell-Bloch方程给出的通用激光模型渐近导出。这种普适框架允许统一处理各种系统，并连续地从一种系统过渡到另一种系统。我们讨论了这些方程的相关性及其对斑图形成的意义。