Диссертация

В диссертации рассматриваются экситонные поляритоны, формируемые в низкоразмерных микрорезонаторных структурах. Изучаются квантовые и нелинейные эффекты в низкоразмерных полупроводниковых микрорезонаторных системах при возбуждении лазерным излучением экситонных поляритонов и разработка на этой основе новых физических принципов с возможностью их практических приложений. Целью диссертационной работы является исследование для светового излучения в таких объектах, во-первых, нелинейных эффектов – бистабильности, поляронно-подобного режима распространения поляритонного конденсата, стохастического резонанса; во-вторых, квантовых эффектов – группировки и антигруппировки поляритонных фотонов, а также анализ влияния квантовых шумов на классические состояния в экситон-поляритонной системе в бистабильном режиме. В проведенных исследованиях применялись теоретические подходы с использованием методов квантовой оптики, в частности, метода P-представления в формализме квантовых фазовых пространств. При этом для численных расчетов нахождения решения стохастических дифференциальных уравнений использовался метод Эйлера и метод физического расщепления для решения уравнения Гросса-Питаевского для волновой функции поляритонного конденсата. Компьютерное моделирование выполнялось с помощью современных программных средств MATLAB и Mathematica, а также высокоуровневого программирования на Python. Были обнаружены Эффекты антигруппировки и сверхгруппировки излучения экситон-поляритонной системы формируемой в микростолбце в частотной области где частота лазерной накачки близка к собственным частотам экситонной и фотонной моды, как при слабом излучении системы <n>~10-3, так и при более интенсивном излучении <n>~1. Был обнаружен эффект квантовой поляритонной блокады микростолбцового димера. Была обнаружена самолокализация поляритонного конденсата в одномерной квантовой яме при нагреве кристаллической решетке, при фононно-стимулированным вынужденным рассеянием экситонов в поляритонный конденсат. Был разработан способ управления границей диссипативного фазового перехода внешним квантовым шумом одновременно с эффектом квантового стохастического резонанса, позволяют реализовывать логические элементы с использованием внешнего шума как переключатель в логических устройствах на основе эффекта поляритонной бистабильности.