【摘要】：激子極化激元是由激子與光子之間的強耦合效應(yīng)而形成的一種準(zhǔn)粒子,由于其獨特的半光半物質(zhì)特性,激子極化激元能產(chǎn)生諸如室溫玻色-愛因斯坦凝聚、量子化渦旋、超流等一系列新奇現(xiàn)象。如何實現(xiàn)對激子極化激元能態(tài)的調(diào)控并進而操控其光電性質(zhì),是激子極化激元基礎(chǔ)物理研究及器件開發(fā)方面的前沿課題。本論文主要研究激子極化激元在光控勢阱中的室溫凝聚效應(yīng)及其能態(tài)操控問題,具體內(nèi)容包括:(一)利用激子極化激元內(nèi)在的激子成分,通過非共振激發(fā)的方法,實現(xiàn)了激子極化激元動態(tài)勢壘的光學(xué)注入。(二)利用全光學(xué)方法,在一維ZnO回音壁微腔中產(chǎn)生了可動態(tài)調(diào)控的拋物線型勢阱,并通過共焦顯微角分辨光譜技術(shù)及實空間成像方法,詳細(xì)研究了激子極化激元在拋物線型光學(xué)勢阱中的室溫凝聚效應(yīng)及能態(tài)操控問題。(三)采用拉曼光譜方法,研究了縱光學(xué)(LO)聲子與激子極化激元諧振子態(tài)之間的相互作用。并通過三能級耦合速率方程,模擬了拋物線光學(xué)勢阱中激子極化激元諧振子模式之間的競爭行為,取得了和實驗相一致的結(jié)果。(四)通過將動態(tài)光學(xué)勢阱與缺陷引起的靜態(tài)勢場相結(jié)合的方法,在一維ZnO微腔中成功注入了拋物線型與方型兩種動態(tài)勢阱,實現(xiàn)了對激子極化激元勢阱型態(tài)的實時調(diào)控。本論文的工作驗證了室溫條件下對激子極化激元進行全光操控的可行性及有效性,相關(guān)成果預(yù)期將對激子極化激元基礎(chǔ)物理及基于激子極化激元的高性能全光器件開發(fā)作出積極貢獻。
【圖文】：

縱波： ( ) 波： с( ( ) ) ( ) ) ( с)(率與波矢 k 無關(guān)，色散為平行于 k 軸的直線；橫波的色散方色散分為兩支，將公式 2.4 代入 2.7 可得聲子極化激元色散方 ( с) с 的兩個解就是聲子極化激元的色散[21]，如圖 2-1 所示，色散曲和下能支（LPB）。從圖中可以看出，k→0 時，上能支 UPB LO 聲子，下能支 LPB 的極化激元等同于光子；ω 趨近于 ωT逐漸演變成 TO 聲子，當(dāng) ω>ωLO時,隨著 k 增加，，UPB 的極化散。

中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 化激元50 年代末 Hopfield[2]和 Pekar[22]將極化激元的概念應(yīng)中。光子照射到半導(dǎo)體上會產(chǎn)生激子(電子-空穴對)也是一個極化波，能與電磁波耦合形成極化激元。當(dāng)時候，它們之間能發(fā)生強耦合效應(yīng)，由此所形成的準(zhǔn)化激元的色散為上下兩個能支，如圖 2-2 所示。在光子極化激元的上下能支有明顯的反交叉現(xiàn)象，這表明將這個交叉點附近的位置稱為強耦合區(qū)。離開強耦限趨近于光子色散，下能支則無限趨近于激子色散。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：O572.3;O43

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本文編號：2682304