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Enhanced Second-Order Nonlinearity for THz Generation by Resonant Interaction of Exciton-Polariton Rabi Oscillations with Optical Phonons

Authors :
Maxime Richard
Anna Minguzzi
Giovanna Morigi
Katharina Rojan
Yoan Léger
Nanophysique et Semiconducteurs (NEEL - NPSC)
Institut Néel (NEEL)
Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])
Universität des Saarlandes [Saarbrücken]
Institut des Fonctions Optiques pour les Technologies de l'informatiON (Institut FOTON)
Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-École Nationale Supérieure des Sciences Appliquées et de Technologie (ENSSAT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire de physique et modélisation des milieux condensés (LPM2C)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])
ANR-10-LABX-51-01, Agence Nationale de la Recherche
Institut Franco-Allemand de Recherches de Saint-Louis
Deutsche Forschungsgemeinschaft
Bundesministerium für Bildung und Forschung
ANR-16-CE30-0021,QFL,Fluides Quantiques de Lumière(2016)
Nanophysique et Semiconducteurs (NPSC)
École Nationale Supérieure des Sciences Appliquées et de Technologie (ENSSAT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rennes 1 (UR1)
Université de Rennes (UNIV-RENNES)
Université de Rennes 1 (UR1)
Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-École Nationale Supérieure des Sciences Appliquées et de Technologie (ENSSAT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)
Source :
Physical Review Letters, Physical Review Letters, 2017, 119 (12), pp.127401. ⟨10.1103/PhysRevLett.119.127401⟩, Physical Review Letters, American Physical Society, 2017, 119 (12), pp.127401. ⟨10.1103/PhysRevLett.119.127401⟩
Publication Year :
2017

Abstract

International audience; Semiconductor microcavities in the strong-coupling regime exhibit an energy scale in the terahertz (THz) frequency range, which is fixed by the Rabi splitting between the upper and lower exciton-polariton states. While this range can be tuned by several orders of magnitude using different excitonic media, the transition between both polaritonic states is dipole forbidden. In this work, we show that, in cadmium telluride microcavities, the Rabi-oscillation-driven THz radiation is actually active without the need for any change in the microcavity design. This feature results from the unique resonance condition which is achieved between the Rabi splitting and the phonon-polariton states and leads to a giant enhancement of the second-order nonlinearity.

Details

ISSN :
10797114 and 00319007
Volume :
119
Issue :
12
Database :
OpenAIRE
Journal :
Physical review letters
Accession number :
edsair.doi.dedup.....b390b4d6ebaf969715da0e00d5b0d292
Full Text :
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.119.127401⟩