Lewandowski, Przemyslaw: Nichtlineare optische Eigenschaften und spontane Musterbildung in Halbleitermikrokavitäten. 2015
Inhalt
- Contents
- 1 Einleitung
- 2 Nichtlineare optische Eigenschaften und spontane Musterbildung in einem skalaren Polaritonfeld
- 2.1 Theoretische Grundlagen zur Untersuchung von Exziton-Polaritonen
- 2.2 Lineare Polariton-Optik
- 2.3 Nichtlineare Polariton-Optik und Vierwellenmischen
- 2.3.1 Die Gross-Pitaevskii-Gleichung
- 2.3.2 Nichtlineare Abhängigkeit der stationären Polaritondichte
- 2.3.3 Entartetes Vierwellenmischen
- 2.3.4 Nichtentartetes Vierwellenmischen
- 2.3.5 Quadratisches Vierwellenmischen als optisches UND-Gatter
- 2.4 Lineare Stabilitätsanalyse (LSA)
- 2.4.1 LSA anhand der Gross-Pitaevskii-Gleichung
- 2.4.2 LSA für die gekoppelten Bewegungsgleichungen
- 2.4.3 Bistabilität
- 2.5 Nichtaxiale Instabilität und Musterbildung
- 2.5.1 Störstellen und resonante Rayleigh-Streuung
- 2.5.2 Musterbildung als Folge optischer Instabilität
- 2.5.3 Instabilität des Musters und Übergang in den oberen Ast der S-Kurve
- 2.6 Zusammenfassung
- 3 Nichtlineare optische Eigenschaften und spontane Musterbildung in einem Polariton-Spinorfeld
- 3.1 Theorie polarisationsabhängiger Polaritonen
- 3.2 Musterbildung in einem zirkular polarisierten Polaritonfeld
- 3.3 Lineare Optik und optischer Spin-Hall-Effekt
- 3.4 Vierwellenmischen in einem Polariton-Spinorfeld
- 3.4.1 Die Polarisationsabhängige Gross-Pitaevskii-Gleichung
- 3.4.2 Entartetes und nichtentartetes Vierwellenmischen
- 3.5 Lineare Stabilitätsanalyse im Spinorfeld
- 3.6 Musterbildung in einem linear polarisierten Spinorfeld
- 3.7 Experimente zu Vierwellenmischen und Musterbildung
- 3.7.1 Doppelkavitäten
- 3.7.2 Entartetes Vierwellenmischen im Experiment
- 3.7.3 Quadratisches Vierwellenmischen im Experiment
- 3.7.4 Musterbildung in Experiment und Theorie
- 3.7.5 Rotation des Musters durch Rotation der Polarisationsebene
- 3.7.6 Phasenübergänge infolge externer Anisotropie
- 3.7.7 Schaltprozesse
- 3.8 Zusammenfassung
- 4 Rein optisches Steuern von Polaritonkondensaten unter stark verstimmter Anregung
- 4.1 Bose-Einstein-Kondensation von Polaritonen
- 4.2 Rein optisches Einfangen und Steuern von Polaritonkondensaten
- 4.3 Dynamik der Polaritonkondensation in rein optischen Fallen
- 4.4 Interferenzeffekte kohärenter Polaritonen
- 4.5 Streuung von Polaritonkondensaten an Potentialhindernissen
- 4.6 Zusammenfassung
- 5 Zusammenfassung und Ausblick
- A Details zur Analyse
- A.1 Herleitung der Gross-Pitaevskii-Gleichung
- A.2 Auftreten einer S-Kurve infolge kubischer Nichtlinearität
- A.3 Herleitung der LSA
- B Numerische Details
- Literaturverzeichnis
- C Danksagung