Resonance fluorescence in photonic band gap waveguide architectures: Engineering the vacuum for all-optical switching
Notice bibliographique
Résumé
We describe the spectral characteristics of the radiation scattered by two-level atoms (quantum dots) driven by a strong external field, and coupled to a photonic crystal radiation reservoir. We show that in the presence of strong variations with the frequency of the photonic reservoir density of states, the atomic, Mollow, sideband components of the scattered intensity can be strongly modified. Consequently, a weak optical probe field experiences a substantial differential gain in response to slight variations in the intensity of an optical driving field. We suggest that these effects may be of relevance to all-optical transistor action in photonic crystals. Using a specific photonic crystal heterostructure, we suggest that an all-optical microtransistor based on photonic crystals may operate at less than $100\phantom{\rule{0.3em}{0ex}}\text{nW}$ switching threshold power. Collective $N$-atom effects substantially enhance this optical switching effect. Near the switching threshold intensity, collective effects are manifest in the ${N}^{2}$ scaling of the intensity spectrum (reminiscent of superradiance). Above and below this critical region, the gain spectrum widens (linearly with $N$). This correspondingly reduces the switching time scales of the atomic system in response to external fields. Furthermore, the quantum degree of second-order coherence exhibits unusual features. Scattered photons display a variable degree of antibunching as function of driving laser field intensity and the photonic density of states discontinuity. We analyze the effects of the inhomogeneous atomic line broadening on the amplification process. We show, using suitable photonic density of states engineering, that it is possible to select a narrow spectral range around the central frequency of the atomic frequency distribution over which amplification and switching occur. This is done either by spectral decoupling of the active elements from the electromagnetic field (through the introduction of band gaps at specified spectral locations) or through incoherent pumping to selectively saturate atoms outside the spectral region chosen for amplification.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».