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旋转二维激子极化激元凝聚涡旋叠加态的动力学特性
被引量：
3
1
作者
吴昊
任元
+2 位作者
刘通
王元钦
刑朝洋
《物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第23期25-33,共9页
研究了二维激子极化激元凝聚正反涡旋叠加态在半导体微腔极化激元波色爱因斯坦凝聚(Bose-Einstein condensate,BEC)体系旋转情形下的稳定性和动力学特性.在体系旋转情形下对单分量Gross-Pitaevskii方程进行重构,利用四阶龙格库塔方法和...
研究了二维激子极化激元凝聚正反涡旋叠加态在半导体微腔极化激元波色爱因斯坦凝聚(Bose-Einstein condensate,BEC)体系旋转情形下的稳定性和动力学特性.在体系旋转情形下对单分量Gross-Pitaevskii方程进行重构,利用四阶龙格库塔方法和时域有限差分方法构建数值模型.利用实时演化方法研究在体系旋转的情况下,不同拓扑荷数的正反涡旋叠加态的实时演化过程及稳态局域粒子数和体系旋转角速率之间的关系.研究了涡旋叠加态激发区域的旋转速率与体系旋转速率的关系,并阐明了体系的旋转速率对涡旋叠加态相位稳定性的影响机理.研究表明,半导体微腔极化激元BEC体系的旋转速率对激子极化激元凝聚叠加态的演化过程及其动力学特性有重要影响.
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关键词
量子
涡旋
陀螺仪
激子极化激元
涡旋
叠加态
旋转动力学
下载PDF
职称材料
量子涡旋陀螺若干关键参数的仿真计算(特邀)
2
作者
任元
吴昊
+3 位作者
王琛
刘政良
刘通
熊振宇
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2022年第4期9-18,共10页
半导体微腔中由光驱动的激子极化激元体系是近年来热门的物理学、光学领域研究方向,而半导体微腔中由光驱动的玻色-爱因斯坦凝聚体(Bose-Einstein Condensates,BEC)的量子叠加态涡旋在量子传感领域具有颠覆性的潜在应用价值。通过Runge-...
半导体微腔中由光驱动的激子极化激元体系是近年来热门的物理学、光学领域研究方向,而半导体微腔中由光驱动的玻色-爱因斯坦凝聚体(Bose-Einstein Condensates,BEC)的量子叠加态涡旋在量子传感领域具有颠覆性的潜在应用价值。通过Runge-Kutta差分和FDTD有限元方法构建了一个精确的数学模型来表征量子涡旋陀螺激子极化激元体系的时空演化规律。在此基础上,研究了泵浦光、信号光和与半导体微腔材料相关的一些关键参数对量子涡旋陀螺激子极化激元凝聚体演化特性的影响。其中泵浦光和信号光考虑了环形光斑的几何尺寸以及它们的光强,而微腔材料对激子极化激元体系的影响通过数学上的变换,折算为有效质量对BEC体系的影响。通过大量参数扫描,得到了影响量子涡旋陀螺性能的一些关键因素,包括泵浦光的几何参数和强度、泵浦光和信号光的相关影响以及半导体微腔的材料特性。通过表征不同微腔材料的有效质量与性能之间的关系,计算了材料性能与量子涡旋陀螺仪叠加态演化之间的关系,发现有效质量的合理值范围很窄。这些工作为量子涡旋陀螺的工程样机研发提供了重要参考。
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关键词
量子
涡旋
陀螺仪
激子极化激元
轨道角动量
叠加态
涡旋
时空演化特性
下载PDF
职称材料
环形泵浦激发下微腔激子极化激元的涡旋叠加态演化分析
3
作者
熊振宇
蔡远文
+3 位作者
吴昊
刘通
刘政良
任元
《物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第24期53-61,共9页
微腔激子极化激元由于具有较轻的有效质量,很容易实现玻色-爱因斯坦凝聚(Bose-Einstein condensate,BEC),其在外界驱动下产生的陀螺效应具有广阔的应用前景.本文研究了微腔激子极化激元在环形光束泵浦下微腔半径以及泵浦参数对体系演化...
微腔激子极化激元由于具有较轻的有效质量,很容易实现玻色-爱因斯坦凝聚(Bose-Einstein condensate,BEC),其在外界驱动下产生的陀螺效应具有广阔的应用前景.本文研究了微腔激子极化激元在环形光束泵浦下微腔半径以及泵浦参数对体系演化的影响.从单分量的Gross-Pitaevskii方程出发,对环形微腔中的激子极化激元BEC体系的演化过程进行研究.通过数值模拟研究了在环形微腔中保持体系稳定演化的最大涡旋叠加态花瓣数与微腔半径的关系,分析了不同形式的环形光束泵浦作用下激子极化激元体系的演化情况,发现在微米量级的微腔半径下,特定形式的单环泵浦和多环泵浦能够使得微腔容纳更高阶的激子极化激元稳定涡旋叠加态的存在.研究结果表明,在一定的泵浦驱动条件下,微腔半径的大小与体系能容纳的涡旋叠加态花瓣数上限之间是线性正相关的,并且在改变泵浦激光构型时能够突破这一上限,产生高阶、多重的涡旋叠加态.
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关键词
量子
涡旋
陀螺仪
激子极化激元凝聚
叠加态
涡旋
环形泵浦
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职称材料
题名
旋转二维激子极化激元凝聚涡旋叠加态的动力学特性
被引量：
3
1
作者
吴昊
任元
刘通
王元钦
刑朝洋
机构
航天工程大学宇航科学与技术系
航天工程大学
北京航天控制仪器研究所
出处
《物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第23期25-33,共9页
基金
国防科技创新特区项目、国家自然科学基金(批准号:11772001,61805283)
北京市青年拔尖人才支持计划(批准号:2017000026833ZK23)资助的课题.
文摘
研究了二维激子极化激元凝聚正反涡旋叠加态在半导体微腔极化激元波色爱因斯坦凝聚(Bose-Einstein condensate,BEC)体系旋转情形下的稳定性和动力学特性.在体系旋转情形下对单分量Gross-Pitaevskii方程进行重构,利用四阶龙格库塔方法和时域有限差分方法构建数值模型.利用实时演化方法研究在体系旋转的情况下,不同拓扑荷数的正反涡旋叠加态的实时演化过程及稳态局域粒子数和体系旋转角速率之间的关系.研究了涡旋叠加态激发区域的旋转速率与体系旋转速率的关系,并阐明了体系的旋转速率对涡旋叠加态相位稳定性的影响机理.研究表明,半导体微腔极化激元BEC体系的旋转速率对激子极化激元凝聚叠加态的演化过程及其动力学特性有重要影响.
关键词
量子
涡旋
陀螺仪
激子极化激元
涡旋
叠加态
旋转动力学
Keywords
quantum vortex gyroscope
exciton polariton
superposition state of vortices
rotational dynamics
分类号
O469 [理学—凝聚态物理]
下载PDF
职称材料
题名
量子涡旋陀螺若干关键参数的仿真计算(特邀)
2
作者
任元
吴昊
王琛
刘政良
刘通
熊振宇
机构
航天工程大学基础部
航天工程大学宇航科学与技术系
航天工程大学量子探测与感知实验室
航天工程大学激光推进及其应用国家重点实验室
出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2022年第4期9-18,共10页
基金
国防科技创新特区项目(18-×××-04-ZT-002-019-01)
国家自然科学基金(62173342,11772001,61805283)。
文摘
半导体微腔中由光驱动的激子极化激元体系是近年来热门的物理学、光学领域研究方向,而半导体微腔中由光驱动的玻色-爱因斯坦凝聚体(Bose-Einstein Condensates,BEC)的量子叠加态涡旋在量子传感领域具有颠覆性的潜在应用价值。通过Runge-Kutta差分和FDTD有限元方法构建了一个精确的数学模型来表征量子涡旋陀螺激子极化激元体系的时空演化规律。在此基础上,研究了泵浦光、信号光和与半导体微腔材料相关的一些关键参数对量子涡旋陀螺激子极化激元凝聚体演化特性的影响。其中泵浦光和信号光考虑了环形光斑的几何尺寸以及它们的光强,而微腔材料对激子极化激元体系的影响通过数学上的变换,折算为有效质量对BEC体系的影响。通过大量参数扫描,得到了影响量子涡旋陀螺性能的一些关键因素,包括泵浦光的几何参数和强度、泵浦光和信号光的相关影响以及半导体微腔的材料特性。通过表征不同微腔材料的有效质量与性能之间的关系,计算了材料性能与量子涡旋陀螺仪叠加态演化之间的关系,发现有效质量的合理值范围很窄。这些工作为量子涡旋陀螺的工程样机研发提供了重要参考。
关键词
量子
涡旋
陀螺仪
激子极化激元
轨道角动量
叠加态
涡旋
时空演化特性
Keywords
quantum vortex gyroscope
exciton polaritons
orbital angular momentum
vortex superposition state
time-space evolution characteristics
分类号
O437 [机械工程—光学工程]
O469 [理学—光学]
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职称材料
题名
环形泵浦激发下微腔激子极化激元的涡旋叠加态演化分析
3
作者
熊振宇
蔡远文
吴昊
刘通
刘政良
任元
机构
航天工程大学宇航科学与技术系
航天工程大学
航天工程大学
出处
《物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第24期53-61,共9页
基金
国防科技创新特区项目、国家自然科学基金(批准号:11772001,61805283)
北京市青年拔尖人才支持计划(批准号:2017000026833ZK23)资助的课题.
文摘
微腔激子极化激元由于具有较轻的有效质量,很容易实现玻色-爱因斯坦凝聚(Bose-Einstein condensate,BEC),其在外界驱动下产生的陀螺效应具有广阔的应用前景.本文研究了微腔激子极化激元在环形光束泵浦下微腔半径以及泵浦参数对体系演化的影响.从单分量的Gross-Pitaevskii方程出发,对环形微腔中的激子极化激元BEC体系的演化过程进行研究.通过数值模拟研究了在环形微腔中保持体系稳定演化的最大涡旋叠加态花瓣数与微腔半径的关系,分析了不同形式的环形光束泵浦作用下激子极化激元体系的演化情况,发现在微米量级的微腔半径下,特定形式的单环泵浦和多环泵浦能够使得微腔容纳更高阶的激子极化激元稳定涡旋叠加态的存在.研究结果表明,在一定的泵浦驱动条件下,微腔半径的大小与体系能容纳的涡旋叠加态花瓣数上限之间是线性正相关的,并且在改变泵浦激光构型时能够突破这一上限,产生高阶、多重的涡旋叠加态.
关键词
量子
涡旋
陀螺仪
激子极化激元凝聚
叠加态
涡旋
环形泵浦
Keywords
quantum vortex gyroscope
exciton polaron
superposition vortex states
ring-shaped pump
分类号
O469 [理学—凝聚态物理]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
旋转二维激子极化激元凝聚涡旋叠加态的动力学特性
吴昊
任元
刘通
王元钦
刑朝洋
《物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
3
下载PDF
职称材料
2
量子涡旋陀螺若干关键参数的仿真计算(特邀)
任元
吴昊
王琛
刘政良
刘通
熊振宇
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2022
0
下载PDF
职称材料
3
环形泵浦激发下微腔激子极化激元的涡旋叠加态演化分析
熊振宇
蔡远文
吴昊
刘通
刘政良
任元
《物理学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
0
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职称材料
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