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Tailoring the properties of quantum dot-micropillars by ultrafast optical injection of free charge carriers

Light(Science & Applications) 2021年第11期10卷 2083-2097页

作者： Emanuel Peinke Tobias Sattler Guilherme M.Torelly Patricia L.Souza Sylvain Perret Joel Bleuse julien claudon Willem L.Vos Jean-Michel Gerard UniversitéGrenoble Alpes CEAIRIG-PHELIQS“Nanophysique et Semiconducteurs”groupF-38000GrenobleFrance LabSem-CETUC Pontificia Universidade Catolica do Rio de JaneiroRio de Janeiro22451-900Brazil Complex Photonic Systems(COPS) MESA+Institute for NanotechnologyUniversity of TwenteP.O.Box 2177500 AEEnschedethe Netherlands

We review recent studies of cavity switching induced by the optical injection of free carriers in micropillar cavities containing quantum dots.Using the quantum dots as a broadband internal light source and a streak camera as detector,we track the resonance frequencies for a large set of modes with picosecond time resolution.We report a record-fast switch-on time constant(1.5 ps)and observe major transient modifications of the modal structure of the micropillar on the 10 ps time scale:mode crossings are induced by a focused symmetric injection of free carriers,while a lifting of several mode degeneracies is observed when off-axis injection breaks the rotational symmetry of the micropillar.We show theoretically and experimentally that cavity switching can be used to tailor the dynamic properties of the coupled QD-cavity system.We report the generation of ultrashort spontaneous emission pulses(as short as 6 ps duration)by a collection of frequency-selected QDs in a switched pillar microcavity.These pulses display a very small coherence length,attractive for ultrafast speckle-free imaging.Moreover,the control of QD-mode coupling on the 10 ps time scale establishes cavity switching as an appealing resource for quantum photonics.

关键词： lifting injection cavity

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