光学参量振荡器 (OPO) 已广泛应用于从光谱光子学到量子信息等领域。虽然传统的 OPO 通常具有导致高功耗的弱非线性,但激子极化子提供了一种智能替代方案。由光和物质组成的混合准粒子,激子极化子具有比传统非线性光子系统强几个数量级的非线性,有望显着降低功耗。这种非线性起着至关重要的作用——不仅在诸如神经形态计算系统之类的概念极化设备中,而且在具有极化子阻断和量子模拟的新兴非线性量子机制中也发挥着重要作用。
具有低阈值的极化子参量振荡器已在各种几何形状中实现,但这些振荡器的激子结合能很小,这意味着它们主要限于需要低温冷却的砷化镓或碲化镉的量子阱微腔。需要室温设备。
卤化物钙钛矿已迅速成为从 LED 和激光器到光电探测器等光子技术的优秀半导体。最近,为了在下一代光子器件中设计它们的应用,钙钛矿的非线性特性引起了极大的兴趣。卤化物钙钛矿具有激子结合能大和非线性极化子-极化子相互作用强等优点,为在室温下工作的非线性、低阈值极化子器件提供了一个有前途的平台。
正如Advanced Photonics报道的那样,来自新加坡南洋理工大学和中国清华大学的研究人员最近开发了可在室温下工作的片上、低阈值钙钛矿极化子参量振荡器。由于 S 形较低的极化子能量色散,当两个极化子以临界角共振激发,弹性散射到基态(信号)和较高的k态(空闲)时,会发生支内参量振荡。由于极化子本质上是开放的(非厄米)质量,因此可以在很宽的角度范围内发生自发的参数下转换过程,这一特性为设计提供了极大的灵活性。
资深作者、清华大学物理学教授熊启华说:“这项工作提供了一种实用的方法来实现低阈值的集成非线性极化器件。”室温操作为开发低成本、可扩展的极化设备开辟了可能性。
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