نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
گروه فیزیک، دانشکده علوم، دانشگاه رازی، کرمانشاه
چکیده
در این مقاله، دوپایداری نوری در سامانه‌های اپتومکانیکی ترکیبی شامل دو کاواک (اپتومکانیکی و معمولی) که به همدیگر جفت شدهاند و شامل مولکولهای نقطه کوانتومی (QDMs) است، مورد بررسی و مقایسه قرار میگیرد. برای این منظور، دو پیکربندی متفاوت مورد مطالعه قرار میگیرد. در پیکربندی اول، مولکولهای نقطه کوانتومی (QDMs) درون کاواک اپتومکانیک و در پیکربندی دوم، مولکولهای نقطه کوانتومی درون کاواک معمولی قرار دارند. برای محاسبۀ دینامیک عملگرهای سامانه از رهیافت هایزنبرگ – لانژوین تحت تقریب میدان میانگین استفاده میشود. برای دستیابی به پدیدۀ دوپایداری نوری، که در کلیدهای نوری و حافظههای نوری کاربرد دارد، معادلات دینامیکی سامانه در حالت پایا حل می‌شوند. اثر پارامترهای فیزیکی سامانه از جمله نامیزانی، تعداد مولکولهای نقطه کوانتومی و شدت تونلزنی میدان خارجی روی پدیدۀ دوپایداری نوری مطالعه میشود. علاوه‌‌بر‌این، آستانۀ کلیدزنی و پهنای ناحیۀ دوپایداری نوری در دو پیکربندی مختلف با هم مقایسه میشود. با توجه به این که پدیدۀ دوپایداری نوری میتواند کاربردهای بالقوهای در کلیدهای تمام نوری، ترانزیسیتورهای نوری، محاسبات کوانتومی و ارتباطات کوانتومی داشته باشد نتایج بهدست آمده میتواند برای کاربردهای ذکر شده و بهینهسازی سامانه مفید باشد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
Comparison of optical bistability in two different hybrid optomechanical systems: Impact of quantum dot molecules
نویسندگان [English]
- Nader Daneshfar
- Hamidreza Foroughi
Department of Physics, Faculty of Science, Razi University, Kermanshah, Iran
چکیده [English]
In this paper, optical bistability in hybrid optomechanical systems consisting of two cavities (optomechanical and conventional) coupled to each other, which contain quantum dot molecules (QDMs), is investigated and compared. For this purpose, two different configurations are studied: in the first configuration, the quantum dot molecules (QDMs) are inside the optomechanical cavity, and in the second configuration, the quantum dot molecules are inside the conventional cavity. To calculate the dynamics of the system operators, the Heisenberg-Langevin approach is used under the mean field approximation. To achieve the phenomenon of optical bistability, which is used in optical switches and optical memories, the dynamic equations of the system are solved in a steady state. The effect of the system's physical parameters, including the detuning, the number of quantum dot molecules, and the tunneling intensity of the external field, on the phenomenon of optical bistability is studied. In addition, the switching threshold and the width of the optical bistability region in two different configurations are compared. Considering that the phenomenon of optical bistability can have potential applications in all-optical switches, optical transistors, quantum computing, and quantum communication, the obtained results can be useful for the mentioned applications and system optimization.
کلیدواژه‌ها [English]
- hybrid optomechanical cavity
- optical bistability
- quantum dot molecule
- M Aspelmeyer, T J Kippenberg, and F Marquardt, Modern Phys 86 (2014) 1391.
- B Chen, et al., Superlattices Microstruct. 113 (2018) 301.
- J D Mc Cullen, P Meystre, and E M Wright, Lett. 9 (1984) 193.
- V B Braginsky, S E Strigin, and S P Vyatchanin, Lett. A 287 (2001) 331.
- S M Huang and A X Chen, Rev. A 98 (2018) 063818.
- H Xei, et al., Rev. A 96 (2017) 013861.
- V B Braginsky, F Y Khalili, and K S Thorne, “Quantum Measurement”, Cambridge University Press (1995).
- H Foroughi and N Daneshfar, Phys. J. D 77 (2023) 118.
- S Ding, et al., JOAM, 23 (2021) 463.
- K Ullah. Phys. B 28 (2019) 114209.
- H Xiong and Y Wu, Phys. Rev. 5 (2018) 031305.
- C Yu, et al., Quant. Electron. 52 (2020) 267.
- M A Khan, et al., J. Quantum Chem. 122 (2022) 26955.
- J Millen, et al., Rev. Lett. 114 (2015) 123602.
- R W Peterson, et al., Rev. Lett. 116 (2016) 063601.
- J Wu and Z M Wang, “Quantum Dot Molecules”, Springer (2014).
- M Veisi, S H Kazemi, and M Mahmoudi, Rep.10 (2020) 16304.
- T Holstein and H Primakoff, Rev. 58 (1940) 1098.
)