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Publication

Onset of coherent photoluminescence in semiconductor microcavities

Vincenzo Savona, Paolo Schwendimann
2005
Article
Résumé

The nonlinear dynamics of exciton-polaritons in semiconductor microcavities is treated within a model of interacting bosons for the signal, pump, and idler modes. The correlations between all three polariton modes are taken into account in the lowest order in the framework of a self-consistent mean-field approach. The main result of this approach consists of the description of the onset of a spontaneous coherent emission in a nonlinearly interacting two-dimensional polariton system. It is shown that the correlations between all three polariton modes including the pump mode are essential in order to describe the transition to coherence. The transition is followed in detail and in particular the behavior of the correlations of the fluctuations in the different modes is analyzed.

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Proximité ontologique
Physique
Concepts associés (19)
Surface plasmon polariton
Surface plasmon polaritons (SPPs) are electromagnetic waves that travel along a metal–dielectric or metal–air interface, practically in the infrared or visible-frequency. The term "surface plasmon polariton" explains that the wave involves both charge motion in the metal ("surface plasmon") and electromagnetic waves in the air or dielectric ("polariton"). They are a type of surface wave, guided along the interface in much the same way that light can be guided by an optical fiber.
Plasmon de surface
Le plasmon de surface est une onde électromagnétique guidée à la surface d’un métal. Elle se propage partiellement dans le métal (l’onde y pénètre à une profondeur de typiquement pour les métaux nobles). Le plasmon de surface étant un mode guidé, se propageant le long d’une interface plane, il ne peut pas être excité simplement par un faisceau de lumière incident. Il faut utiliser un coupleur (à prisme ou à réseau). Une des caractéristiques les plus importantes du plasmon de surface est que c’est un mode localisé à l’interface.
Polariton
Les polaritons sont des quasiparticules issues du couplage fort entre une onde lumineuse et une onde de polarisation électrique. Plusieurs cas de figure sont possibles : L'onde de polarisation est un phonon optique, c’est-à-dire essentiellement l'oscillation mécanique de deux atomes de charge opposée à l'intérieur d'un cristal. Les polaritons phononiques ont été beaucoup étudiés par la spectroscopie Raman dans les années 1970 - 80 et ont permis de mesurer la constante diélectrique à haute fréquence dans les semiconducteurs.
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