激子-极化子 PT 对称性：在具有损耗操作的六重对称微腔中，向上和向下极化子模式之间的直接耦合导致 PT 对称性以低阈值相变破坏。 学分：KAIST
一种产生量子粒子的新型激光器可以回收损失的能量，用于高效、低阈值的激光应用。
KAIST 的科学家们制造了一种激光系统，可以在室温下产生高度交互的量子粒子。 他们的发现发表在期刊上 自然光子学“，可能导致单个微腔激光系统随着能量损失的增加而需要较低的阈值能量。
该系统由 KAIST 物理学家 Yong-Hoon Cho 及其同事开发，涉及通过一个用损耗调制氮化硅衬底处理的单个六边形微腔照射光。 该系统设计导致在室温下产生极化子激光器，这令人兴奋，因为这通常需要低温。
研究人员发现了这种设计的另一个独特且违反直觉的特征。 通常，在激光操作期间会损失能量。 但是在这个系统中，随着能量损失的增加，产生激光所需的能量减少了。 利用这种现象可能会导致开发用于未来量子光学器件的高效率、低阈值激光器。
“该系统应用了一种称为奇偶时间反转对称性的量子物理学概念，”Cho 教授解释道。 “这是一个重要的平台，可以将能量损失用作收益。 它可用于降低经典光学器件和传感器以及量子器件的激光阈值能量和控制光的方向。”
关键是设计和材料。 六边形微腔将光粒子分为两种不同的模式：一种通过六边形的向上三角形，另一种通过向下三角形。 两种模式的光粒子具有相同的能量和路径，但不相互影响。
然而，轻粒子确实与由半导体制成的六边形微腔提供的称为激子的其他粒子相互作用。 这种相互作用导致产生称为极化子的新量子粒子，然后它们相互相互作用以产生极化子激光。 通过控制微腔和半导体衬底之间的损耗程度，会出现一个有趣的现象，即阈值能量随着能量损耗的增加而变小。
参考：Hyun Gyu Song、Minho Choi、Kie Young Woo、Chung Hyun Park 和 Yong-Hoon Cho 撰写的“具有单个微腔的室温极化非厄米特系统”，10 年 2021 月 XNUMX 日， 自然光子学“.
DOI：10.1038 / s41566 021 00820-Z
这项研究得到了三星科学技术基金会和韩国国家研究基金会的支持。
