Оптические нелинейные эффекты в хиральных фотонных структурах

Аннотация

В работе рассмотрены феноменологические методы описания эффектов мультистабильности в экситон-поляритонных системах и проведено подробное микроскопическое, с помощью Фурье-модального метода и оптической матрицы рассеяния, исследование решений уравнений Максвелла (линейных) и нелинейного уравнения Шредингера для экситона.

Полученные результаты

В работе было исследовано явление возникновения бистабильности и мультистабильности в хиральном резонаторе с квантовыми ямами вследствие нелинейности, связанной со взаимодействием экситон-поляритонов в квантовой яме.

На основании готовой программы для вычисления распределения поля в структуре исследуемого типа в линейном случае при падении на неё данной плоской волны написан код, позволяющий рассчитать зависимость квадрата модуля поляризации вещества квантовой ямы от интенсивности и степени циркулярной поляризации накачки при учёте нелинейного эффекта.

С его помощью получены зависимости квадрата модуля поляризации в квантовой яме от интенсивности для циркулярной и линейной поляризации накачки. Продемонстрирована возможность бистабильности или мультистабильности отклика при определённых значениях интенсивности и частоты накачки вблизи частоты, соответствующей нижней поляритонной ветви.

Проведён анализ влияния бистабильности и мультистабильности на степень циркулярной поляризации отклика. Показано, что при внесении в структуру периодической хиральной модуляции отклик при падении циркулярно поляризованной накачки зависит от знака циркулярной поляризации. В том числе различаются пороговые значения переходов между нижней и верхней ветвью бистабильности.