【摘要】：激子極化激元是由激子與光子之間的強(qiáng)耦合效應(yīng)而形成的一種準(zhǔn)粒子,由于其獨(dú)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(shí)現(xiàn)對(duì)激子極化激元能態(tài)的調(diào)控并進(jìn)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(shì)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(shí)現(xiàn)了激子極化激元?jiǎng)討B(tài)勢(shì)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(dòng)態(tài)調(diào)控的拋物線型勢(shì)阱,并通過共焦顯微角分辨光譜技術(shù)及實(shí)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(shì)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(jí)耦合速率方程,模擬了拋物線光學(xué)勢(shì)阱中激子極化激元諧振子模式之間的競(jìng)爭(zhēng)行為,取得了和實(shí)驗(yàn)相一致的結(jié)果。(四)通過將動(dòng)態(tài)光學(xué)勢(shì)阱與缺陷引起的靜態(tài)勢(shì)場(chǎng)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(dòng)態(tài)勢(shì)阱,實(shí)現(xiàn)了對(duì)激子極化激元?jiǎng)葳逍蛻B(tài)的實(shí)時(shí)調(diào)控。本論文的工作驗(yàn)證了室溫條件下對(duì)激子極化激元進(jìn)行全光操控的可行性及有效性,相關(guān)成果預(yù)期將對(duì)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(xiàn)。
【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(gè)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(shí)，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(shí),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(huì)產(chǎn)生激子(電子-空穴對(duì))也是一個(gè)極化波，能與電磁波耦合形成極化激元。當(dāng)時(shí)候，它們之間能發(fā)生強(qiáng)耦合效應(yīng)，由此所形成的準(zhǔn)化激元的色散為上下兩個(gè)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(gè)交叉點(diǎn)附近的位置稱為強(qiáng)耦合區(qū)。離開強(qiáng)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：O572.3;O43

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本文編號(hào)：2682304