반도체 미세 공동에서의 폴라리톤 레이저와 광자 레이저

원자 증기에서 보스-아인슈타인 응축의 첫 번째 관찰 및 물질-파동(원자) 레이저의 구현 거의 10년 후, 폴라리톤에 대한 유사한 개념이 최근에 반도체 미세 공동에서 반물질, 반빛 쿼지 입자로 시연되었습니다. 폴라리톤의 반빛 성질은 극히 낮은 임계 에너지를 가진 새로운 일관되고 비고전적인 빛의 원천으로서 폴라리톤 레이저를 유망하게 만듭니다. 반물질 성질은 폴라리톤 레이저를 다체 이론과 공동 양자 전기역학을 실험해 볼 독특한 시험대가 되게 합니다. 이 기사에서는 폴라리톤 레이저의 일련의 실험 연구를 제시하며, 상대적으로 밀도가 높은 퇴화 보스 가스로서의 특성을 탐구하고 이를 동일한 구조에서 달성된 광자 레이저와 비교합니다. 폴라리톤은 공동 광자 효과 질량의 두 배인 유효 질량을 가지지만 수소 원자 질량보다 일곱 자릿수로 적습니다; 따라서 원자 보스-아인슈타인 응축을 위해 필요한 온도보다 일곱 자릿수 높은 온도에서 응축될 가능성이 있습니다. 상전이에 수반하여, 폴라리톤 레이저는 일관된 빛을 방출하나 동일한 구조의 정상 광자 레이저에 필요한 것보다 두 자릿수 낮은 임계 반송체 밀도에서 발생합니다. 임계치를 넘어, 폴라리톤 집단은 평면 파수 k 방향으로 0보다 큰 열적 평형 보스-아인슈타인 분포와 k 방향으로 약 0인 비평형 응축체로 나뉘어지며, 화학적 퍼텐셜은 0에 접근합니다. 폴라리톤의 공간 분포와 편광 특성은 폴라리톤 레이저의 독특한 서명으로서 논의됩니다.