Manybody non-linear and coherent phenomena in optical cavities with embeddedvan der Waals heterostructures: The bosonic versus the fermionic regime
Manybody non-linear and coherent phenomena in optical cavities with embeddedvan der Waals heterostructures: The bosonic versus the fermionic regime
批准号:
443416027
负责人:
Dr. Christopher Gies
金额:
$0.0万
依托单位国家:
德国
项目类别:
Priority Programmes
财政年份:
--
资助国家:
德国
项目状态:
未结题
起止时间:
中文摘要
我们的研究是围绕加载在光学微腔中的扭曲范德华异质结中激子的出现现象展开的。当激子耦合到光子结构的共振模式时,它们的发射行为发生了至关重要的变化。在腔量子电动力学(CQED)的框架下,我们可以区分两个基本模式:在弱耦合模式下,自发辐射的放大产生有效的漏斗效应,使光子进入谐振腔模式,这是降低微激光器阈值功率的关键。在我们的项目中,我们将利用扭曲TMD双层膜和新型三层膜的独特能力来实现和设计集体耦合的量子发射体周期阵列。这种集成在光学微腔中的发射器阵列将构成新一代范德华微激光器的基础。我们将通过量子光学的方法来探索它们在光腔中的集体和关联行为。CQED的强耦合机制的特征是光和物质之间的相干能量传递,并导致新的极化本征态的形成。我们将探索偶极极化子气体的量子关联,扩展玻色-哈伯德模型范围内的宏观量子相,以及光-物质耦合TMD系统中相干的出现。我们的联盟将实验活动与量子光学和材料逼真理论建模结合在一起,建立在我们广泛的长期专业知识和非常富有成效的合作经验的基础上。
英文摘要
Our research is centered around the emergent phenomena of excitons in twisted van der Waals heterostructures that are loaded in optical microcavities. As excitons couple to the resonant modes of the photonic structure their emission behavior changes crucially. In the framework of cavity quantum electrodynamics (cQED), we can distinguish two fundamental regimes: In the weak-coupling regime, the amplification of spontaneous emission yields an effective funneling of photons into resonant cavity modes, which is key for the reduction of threshold powers in microlasers. In our project, we will utilize the unique capability of twisted TMD bilayers and novel trilayers to implement and engineer periodic arrays collectively coupled of quantum emitters. Integrated in optical microcavities, such emitter arrays will form the foundation of a new generation of van der Waals microlasers. We will explore their collective and correlated behavior in optical cavities via a quantum-optical approaches. The strong-coupling regime of cQED is characterized by a coherent energy transfer between light and matter and results in the formation of new polaritonic eigenstates. We will probe quantum correlations of dipolar polariton gases, macroscopic quantum phases in the realm of the extended Bose-Hubbard model, and the emergence of coherence in light-matter coupled TMD systems. Our consortium combines experimental activities with quantum-optical and material-realistic theoretical modeling, building on our extensive long-standing expertise and very fruitful collaborative experience.
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会议论文
Quantum optical models for nanolaser and nanolaser arrays
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批准号:388836079
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项目类别:Research Grants
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资助金额:$0.0万
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财政年份:2017
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负责人:Dr. Christopher Gies
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依托单位:
Single quantum dot lasers and coupled cavity arrays
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批准号:269240809
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项目类别:Research Grants
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资助金额:$0.0万
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财政年份:2015
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负责人:Dr. Christopher Gies
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依托单位:
Photonic Quantum Reservoir Computing
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批准号:490955321
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项目类别:Research Grants
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资助金额:$0.0万
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财政年份:--
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负责人:Dr. Christopher Gies
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依托单位:
国内基金
海外基金
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批准号:82372016
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项目类别:面上项目
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批准年份:2023
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负责人:林俐
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依托单位:
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批准号:32301796
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项目类别:青年科学基金项目
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批准年份:2023
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批准号:82370865
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项目类别:面上项目
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批准年份:2023
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2023
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依托单位:
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项目类别:面上项目
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依托单位:
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批准号:12301258
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项目类别:青年科学基金项目
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项目类别:地区科学基金项目
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