Published December 1, 2020 | Version v1
Publication Open

Probing microcavity switching events on the picosecond time scale using quantum dots as a broadband internal fluorescent source

Creators

  • 1. Université Grenoble Alpes
  • 2. CEA Grenoble
  • 3. Atomic Energy and Alternative Energies Commission
  • 4. Pontifical Catholic University of Rio de Janeiro

Description

We report on ultrafast all-optical switching experiments performed on pillar microcavities containing a collection of quantum dots (QDs). Using QDs as a broadband internal light source and a detection setup based on a streak camera, we track in parallel the frequencies of a large set (>10) of resonant modes of an isolated micropillar during the entire duration of switching events and with a 2 ps temporal resolution. Being much faster and more convenient than standard approaches based on pump–probe spectroscopy, this method is very well suited for in-depth studies of cavity switching, noticeably in view of applications in the field of quantum photonics. We report as a first demonstrative example an investigation of the switch-on time constant τon dependence as a function of the pump power and the observation of a remarkably low value of τon(≈1.5 ps) for optimized pumping conditions. As a second illustration, we report the observation of a transient lifting of the degeneracy of a polarization-degenerate cavity mode, induced by a non-centrosymmetric injection of free carriers.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

نقدم تقريرًا عن تجارب التبديل الضوئية فائقة السرعة التي تم إجراؤها على التجاويف الدقيقة للعمود التي تحتوي على مجموعة من النقاط الكمومية (QDs). باستخدام QDS كمصدر ضوء داخلي عريض النطاق وإعداد كشف يعتمد على كاميرا متتالية، فإننا نتتبع بالتوازي ترددات مجموعة كبيرة (> 10) من الأوضاع الرنانة لعمود دقيق معزول خلال كامل مدة أحداث التبديل وبدقة زمنية 2 ps. نظرًا لكونها أسرع بكثير وأكثر ملاءمة من الأساليب القياسية القائمة على التحليل الطيفي لمسبار المضخة، فإن هذه الطريقة مناسبة تمامًا للدراسات المتعمقة لتبديل التجويف، بشكل ملحوظ في ضوء التطبيقات في مجال الضوئيات الكمومية. نذكر كمثال توضيحي أول تحقيق في ثابت وقت التشغيل τon كدالة لطاقة المضخة وملاحظة قيمة منخفضة بشكل ملحوظ من τon (≈1.5 ps) لظروف الضخ المثلى. كمثال ثانٍ، نذكر ملاحظة الرفع العابر لانحطاط وضع تجويف متدهور الاستقطاب، الناجم عن الحقن غير المتماثل للحاملات الحرة.

Translated Description (French)

Nous rapportons des expériences de commutation tout optique ultra-rapide effectuées sur des microcavités de piliers contenant une collection de points quantiques (QD). En utilisant les QD comme source de lumière interne à large bande et une configuration de détection basée sur une caméra à balayage, nous suivons en parallèle les fréquences d'un grand ensemble (> 10) de modes résonants d'un micropilier isolé pendant toute la durée des événements de commutation et avec une résolution temporelle de 2 ps. Étant beaucoup plus rapide et plus pratique que les approches standard basées sur la spectroscopie pompe-sonde, cette méthode est très bien adaptée aux études approfondies de la commutation de cavité, notamment en vue d'applications dans le domaine de la photonique quantique. Nous rapportons comme premier exemple démonstratif une enquête sur la dépendance τon de la constante de temps de mise sous tension en fonction de la puissance de la pompe et l'observation d'une valeur remarquablement faible de τon(≈1,5 ps) pour des conditions de pompage optimisées. Comme deuxième illustration, nous rapportons l'observation d'une levée transitoire de la dégénérescence d'un mode de cavité dégénérée en polarisation, induite par une injection non centrosymétrique de porteurs libres.

Translated Description (Spanish)

Informamos sobre experimentos ultrarrápidos de conmutación totalmente óptica realizados en microcavidades de pilares que contienen una colección de puntos cuánticos (QD). Utilizando QD como fuente de luz interna de banda ancha y una configuración de detección basada en una cámara de rayas, rastreamos en paralelo las frecuencias de un gran conjunto (>10) de modos resonantes de un micropilar aislado durante toda la duración de los eventos de conmutación y con una resolución temporal de 2 ps. Al ser mucho más rápido y más conveniente que los enfoques estándar basados en la espectroscopia de bomba-sonda, este método es muy adecuado para estudios en profundidad de la conmutación de cavidades, notablemente en vista de las aplicaciones en el campo de la fotónica cuántica. Presentamos como primer ejemplo demostrativo una investigación de la dependencia de la constante de tiempo de encendido τon en función de la potencia de la bomba y la observación de un valor notablemente bajo de τon(≈1,5 ps) para condiciones de bombeo optimizadas. Como segunda ilustración, informamos la observación de un levantamiento transitorio de la degeneración de un modo de cavidad degenerada por polarización, inducido por una inyección no centrosimétrica de portadores libres.

Files

5.0026602.pdf

Files (93 Bytes)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:b0d506893d4802090edf1644f5f082cd
93 Bytes
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التحقق من أحداث تبديل التجويف الدقيق على مقياس بيكو ثانية الزمني باستخدام النقاط الكمومية كمصدر فلورسنت داخلي عريض النطاق
Translated title (French)
Sonder les événements de commutation de microcavité sur l'échelle de temps picoseconde en utilisant des points quantiques comme source fluorescente interne à large bande
Translated title (Spanish)
Sondeo de eventos de conmutación de microcavidades en la escala de tiempo de picosegundos utilizando puntos cuánticos como fuente fluorescente interna de banda ancha

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3112395004
DOI
10.1063/5.0026602

Is supplement to
https://openalex.org/W2196436104 (Other)
https://openalex.org/W2079545516 (Other)
https://openalex.org/W2075150081 (Other)
https://openalex.org/W2044826288 (Other)
https://openalex.org/W2021749790 (Other)
https://openalex.org/W2014809793 (Other)
https://openalex.org/W2011349289 (Other)
https://openalex.org/W1994626448 (Other)
https://openalex.org/W1980315269 (Other)
https://openalex.org/W1965009489 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Brazil

References

  • https://openalex.org/W1988189587
  • https://openalex.org/W2003163391
  • https://openalex.org/W2011150786
  • https://openalex.org/W2029562099
  • https://openalex.org/W2034673571
  • https://openalex.org/W2040148112
  • https://openalex.org/W2044046822
  • https://openalex.org/W2047895879
  • https://openalex.org/W2054348753
  • https://openalex.org/W2055436652
  • https://openalex.org/W2066093998
  • https://openalex.org/W2079450756
  • https://openalex.org/W2085100757
  • https://openalex.org/W2085364762
  • https://openalex.org/W2092909832
  • https://openalex.org/W2096934953
  • https://openalex.org/W2101326650
  • https://openalex.org/W2110682330
  • https://openalex.org/W2117918401
  • https://openalex.org/W2144508668
  • https://openalex.org/W2151506674
  • https://openalex.org/W2223884576
  • https://openalex.org/W2340196091
  • https://openalex.org/W2618192474
  • https://openalex.org/W264825261
  • https://openalex.org/W2802890080
  • https://openalex.org/W3103480271