Shanghai Institute of Optical Mechanics, Chinese Academy of Sciences, fè pwogrè nan simetri Jeni ki baze ultra-ba-papòt Rydberg Eta Single-mòd Polarized Exciton Lasing

Dènyèman, yon ekip chèchè ki soti nan Sant rechèch pou materyèl enfrawouj optik, Shanghai Enstiti optik ak machin presizyon (SIPM) nan Akademi Chinwa Syans (CAS), Hongxing Dong ak Long Zhang, an kolaborasyon ak Huazhong University of Science ak Teknoloji (HUST), rapòte yon nouvo mekanis pou jenere lazè yon sèl mòd dinamik reglabl soti nan eksitasyon eksiton polariton ak papòt ultralow, ak rezilta rechèch ki gen rapò yo prezante nan papye "Rydberg State Single-Mode Polariton Lasing". Rydberg State Single-Mode Polariton Lasing ak Ultralow Threshold atravè Symmetry Engineering" te pibliye nan Nano Letters.
Reyalizasyon nano-lasers sèl-mòd ak efikasite enèji segondè ak bandwidth reglabl esansyèl pou anpil aplikasyon teknolojik tankou pwosesis enfòmasyon tout optik, chifreman optik, super-rezolisyon D 'byomedikal ak miniaturize ekspozisyon entelijan. Plizyè estrateji kounye a adopte pou jwenn lazè sèl-mòd toujou gen limit. Anplis de sa, mwayen aktyèl yo nan reglemante longèdonn emisyon an se natirèlman estatik, ak nouvo mekanis ki kapab jenere lazè yon sèl mòd dinamik reglabl yo bezwen eksplore. Exciton polarize eksiton, ki gen pwopriyete tou de foton ak eksiton, te resevwa anpil atansyon nan dènye ane yo. Konpare ak lazè konvansyonèl yo, lazè eksiton polarize pa mande pou envèrsyon nimewo seri kay la epi yo ka reyalize mòd akor atravè modulasyon eta eksiton polarize eksiton yo, ki se yon platfòm ideyal pou etid lazè dinamik reglabl ultra-ba papòt.

Fig. 1 (a) Dyagram eskematik yon eta eksiton-polarize pwopòsyon nan yon pèlen simetrik; (b) espèk PL simulation ki koresponn ak konfigirasyon eksperimantal yo montre nan a; (c) eta eksiton pwopòsyon-polarize nan yon pèlen asimetri; (d) espèk PL simulation ki koresponn ak konfigirasyon eksperimantal yo montre nan c; (e) SEM imaj yon mikrorod ZnO tipik; (f) imaj PL angilè-rezoud nan yon mikrorod ZnO tipik ak yon reyon 1.27 μm. (g) Imaj PL rezolisyon espasyal nan yon eksiton polarize ki fèmen nan yon pèlen.
Chèchè yo rapòte reyalizasyon eksiton polarize yon sèl mòd reglabl soti nan eta Rydberg trè eksite atravè jeni simetri. Kraze simetri fonksyon vag eksiton polarize a atravè yon pèlen potansyèl ak kontwole sipèpoze espasyal ant rejyon an genyen ak pwòp mòd la pèmèt jenerasyon lazè eksiton polarize revèsib ak dinamik ki soti nan eta eksiton polarize quantized. Ogmante asimetri nan pi potansyèl la pèmèt lasing yon sèl mòd menm nan eta trè eksite ak yon nimewo pwopòsyon prensipal N=14. Anplis de sa, papòt lasing la ka bese pa sis lòd nan grandè konpare ak lasing konvansyonèl akòz sipèpoze ekselan rezèvwa eigenmode ak konfizyon espasyal efikas. Mekanis nan elabore nan rezilta rechèch yo pa depann sou nenpòt ki materyèl espesifik epi li aplikab a divès kalite sistèm eksiton polarize, ki ouvè yon nouvo avni pou devlopman nan lazè eksiton polarize san papòt ak tunability dinamik.

Fig. 2 (ad) Depandans pozisyon ponpe imaj PL ki rezoud espasyalman nan yon pèlen simetrik. Δx yo bay nan chak figi reprezante deplasman plas lazè eksitasyon an soti nan sant pèlen an; (e) spectre ki koresponn ak imaj yo montre nan anons, respektivman; ak (fi) ponpe depandans pozisyon nan imaj PL rezolisyon espasyal nan yon pèlen asimetri. Δx reprezante deplasman ponp lazè a soti nan plan antipodal fonksyon vag polariton tè-eta a. Pouvwa ponpe: 1.25 Pth; (j) Spectre ki koresponn ak imaj yo montre nan f-1, respektivman.

Fig. 3 (ad) Imaj PL rezolisyon espasyal nan yon pèlen trè asimetri selektif ponpe nan N=2, 3, 7, ak 14 eta eksite, respektivman, ak pouvwa ponp: 1.35 Pth; (e) Imaj PL rezolisyon espasyal nan yon pi ki trè asimetri selektif ponpe nan N=2, 3, 7, ak 14 eta eksite, respektivman, ak pouvwa ponp: 1.35 Pth.