МЕТОД ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ПОЛЯРИТОННОГО КОНДЕНСАТА Российский патент 2024 года по МПК G01N21/63 G02F3/02 

Метод переключения состояния поляритонного конденсата относится к области квантовых технологий и квантовых вычислений и может быть использован для создания квантовых логических элементов.

Наиболее близким решением является способ переключения и модуляции однонаправленных распределенно-связанных волн (варианты) и устройство для его осуществления (патент RU 2129721 С2, опубликованный 27.04.1999). Данный способ заключается во введении излучений сигнала и накачке в два туннельно связанных оптических волновода (ТСОВ), обладающих кубично-нелинейной восприимчивостью. Переключение или модуляция сигнального излучения переменной интенсивности достигается за счет изменения показателя преломления материала волноводов. Недостатком данного способа является то, что он не позволяет сочетать большой нелинейный коэффициент волноводов с низкими оптическими потерями излучения в волноводах и высокой эффективностью ввода излучения в волноводы. Кроме того, область применения данного способа ограничена, т.к. модуляция сигнального излучения может производиться только по интенсивности.

Задачей изобретения является создание простого, не требующего сложных конструкций и большого количества элементов, надежного метода переключения состояния поляритонного конденсата.

Техническим результатом является реализация возможности оптического контроля состояний поляритонного конденсата и его переключения.

Метод переключения состояния поляритонного конденсата, сформированного в виде кольца, включающий в себя изменение квантового состояния за счет создания оптического когерентного потенциала с заданным знаком хиральности и отличающийся тем, что оптический когерентный потенциал формируется путем освещения нерезонансным лазерным импульсом с энергией, превышающей ширину запрещенной зоны возбуждаемого полупроводника.

Технический результат достигается тем, что оптический когерентный потенциал формируется путем освещения нерезонансным лазерным импульсом с энергией, превышающей ширину запрещенной зоны возбуждаемого полупроводника.

Нерезонансная оптическая накачка создает резервуар неизлучающих экситонов, который служит потенциальным барьером для поляритонов. Поляритоны отталкиваются от такого барьера, благодаря чему поляритонный конденсат может принимать различные формы в зависимости от профиля нерезонансного пучка накачки. Помимо простой накачки в виде Гауссова пятна, хорошо изучены поляритонные конденсаты, созданные, к примеру, кольцевой накачкой, а также накачкой в виде двух концентрических колец.

Внешнее воздействие, например электромагнитное поле, приводит к возмущению волновой функции конденсата. Если конденсат находится в стабильном состоянии, то эффект внешнего воздействия будет затухать во времени. Для осуществления эффективного контроля состояния конденсата необходимо, чтобы до начала действия управляющего импульса была обеспечена стабильность конечного состояния конденсата, то есть оно было нижайшим по энергии. Тогда внешнее воздействие будет переводить конденсат из одного устойчивого состояния с большей энергией в другое устойчивое состояние с меньшей энергией.

Изменение состояния конденсата под действием внешней силы можно рассматривать как рождение квазичастиц в конденсате, имеющем иную угловую скорость, чем остальной конденсат. Условием стабильности кольцевого тока при отсутствии внешних воздействий будет условие, что энергия любых таких возмущений конденсата положительна.

Таким образом достигается заявляемый технический результат, а именно реализуется возможность оптического контроля состояний поляритонного конденсата и его переключения.

Изобретение относится к области квантовых технологий и квантовых вычислений и может быть использовано для создания квантовых логических элементов. Метод переключения состояния поляритонного конденсата, сформированного в виде кольца, заключается в изменении квантового состояния за счет создания оптического когерентного потенциала с заданным знаком хиральности, который формируется путем освещения нерезонансным лазерным импульсом с энергией, превышающей ширину запрещенной зоны возбуждаемого полупроводника. Технический результат - оптический контроль состояния поляритонного конденсата и возможность его переключения.

Метод переключения состояния поляритонного конденсата, сформированного в виде кольца, включающий в себя изменение квантового состояния за счет создания оптического когерентного потенциала с заданным знаком хиральности, отличающийся тем, что оптический когерентный потенциал формируется путем освещения нерезонансным лазерным импульсом с энергией, превышающей ширину запрещенной зоны возбуждаемого полупроводника.