Microcavity phonoritons -- a coherent optical-to-microwave interface

Autores
Kuznetsov, A. S.; Biermann, K.; Reynoso, Andres Alejandro; Fainstein, Alejandro; Santos, P. V.
Año de publicación
2022
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Optomechanical systems provide a pathway for the bidirectional optical-to-microwave interconversion in (quantum) networks. We demonstrate the implementation of this functionality and non-adiabatic optomechanical control in a single, μm-sized potential trap for phonons and exciton-polariton condensates in a structured semiconductor microcavity. The exciton-enhanced optomechanical coupling leads to self-oscillations (phonon lasing) -- thus proving reversible photon-to-phonon conversion. We show that these oscillations are a signature of the optomechanical strong coupling signalizing the emergence of elusive phonon-exciton-photon quasiparticles -- the phonoritons. We then demonstrate full control of the phonoriton spectrum as well as coherent microwave-to-photon interconversion using electrically generated GHz-vibrations and a resonant optical laser beam. These findings establish the zero-dimensional polariton condensates as a scalable coherent interface between microwave and optical domains with enhanced microwave-to-mechanical and mechanical-to-optical coupling rates.
Fil: Kuznetsov, A. S.. Leibniz-Institut im Forschungsverbund Berlin; Alemania
Fil: Biermann, K.. Leibniz-Institut im Forschungsverbund Berlin; Alemania
Fil: Reynoso, Andres Alejandro. Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología; Argentina. Universidad de Sevilla; España. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina
Fil: Fainstein, Alejandro. Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina
Fil: Santos, P. V.. Leibniz-Institut im Forschungsverbund Berlin; Alemania
Materia
Optomecánica en Cavidades
Tecnologías Cuánticas
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
OAI Identificador
oai:ri.conicet.gov.ar:11336/215939
Acceder
id CONICETDig_df56cc114ca8ad4350efda5bf1fd7315
oai_identifier_str oai:ri.conicet.gov.ar:11336/215939
network_acronym_str CONICETDig
repository_id_str 3498
network_name_str CONICET Digital (CONICET)
spelling Microcavity phonoritons -- a coherent optical-to-microwave interfaceKuznetsov, A. S.Biermann, K.Reynoso, Andres AlejandroFainstein, AlejandroSantos, P. V.Optomecánica en CavidadesTecnologías Cuánticashttps://purl.org/becyt/ford/1.3https://purl.org/becyt/ford/1Optomechanical systems provide a pathway for the bidirectional optical-to-microwave interconversion in (quantum) networks. We demonstrate the implementation of this functionality and non-adiabatic optomechanical control in a single, μm-sized potential trap for phonons and exciton-polariton condensates in a structured semiconductor microcavity. The exciton-enhanced optomechanical coupling leads to self-oscillations (phonon lasing) -- thus proving reversible photon-to-phonon conversion. We show that these oscillations are a signature of the optomechanical strong coupling signalizing the emergence of elusive phonon-exciton-photon quasiparticles -- the phonoritons. We then demonstrate full control of the phonoriton spectrum as well as coherent microwave-to-photon interconversion using electrically generated GHz-vibrations and a resonant optical laser beam. These findings establish the zero-dimensional polariton condensates as a scalable coherent interface between microwave and optical domains with enhanced microwave-to-mechanical and mechanical-to-optical coupling rates.Fil: Kuznetsov, A. S.. Leibniz-Institut im Forschungsverbund Berlin; AlemaniaFil: Biermann, K.. Leibniz-Institut im Forschungsverbund Berlin; AlemaniaFil: Reynoso, Andres Alejandro. Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología; Argentina. Universidad de Sevilla; España. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Fainstein, Alejandro. Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; ArgentinaFil: Santos, P. V.. Leibniz-Institut im Forschungsverbund Berlin; AlemaniaCornell University2022-10info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501info:ar-repo/semantics/articuloapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/11336/215939Kuznetsov, A. S.; Biermann, K.; Reynoso, Andres Alejandro; Fainstein, Alejandro; Santos, P. V.; Microcavity phonoritons -- a coherent optical-to-microwave interface; Cornell University; arXiv; 10-2022; 1-402331-8422CONICET DigitalCONICETenginfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.48550/arXiv.2210.14331info:eu-repo/semantics/altIdentifier/arxiv/https://arxiv.org/abs/2210.14331info:eu-repo/semantics/openAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/reponame:CONICET Digital (CONICET)instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas2025-10-29T12:13:21Zoai:ri.conicet.gov.ar:11336/215939instacron:CONICETInstitucionalhttp://ri.conicet.gov.ar/Organismo científico-tecnológicoNo correspondehttp://ri.conicet.gov.ar/oai/requestdasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.arArgentinaNo correspondeNo correspondeNo correspondeopendoar:34982025-10-29 12:13:22.229CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicasfalse
dc.title.none.fl_str_mv Microcavity phonoritons -- a coherent optical-to-microwave interface
title Microcavity phonoritons -- a coherent optical-to-microwave interface
spellingShingle Microcavity phonoritons -- a coherent optical-to-microwave interface
Kuznetsov, A. S.
Optomecánica en Cavidades
Tecnologías Cuánticas
title_short Microcavity phonoritons -- a coherent optical-to-microwave interface
title_full Microcavity phonoritons -- a coherent optical-to-microwave interface
title_fullStr Microcavity phonoritons -- a coherent optical-to-microwave interface
title_full_unstemmed Microcavity phonoritons -- a coherent optical-to-microwave interface
title_sort Microcavity phonoritons -- a coherent optical-to-microwave interface
dc.creator.none.fl_str_mv Kuznetsov, A. S.
Biermann, K.
Reynoso, Andres Alejandro
Fainstein, Alejandro
Santos, P. V.
author Kuznetsov, A. S.
author_facet Kuznetsov, A. S.
Biermann, K.
Reynoso, Andres Alejandro
Fainstein, Alejandro
Santos, P. V.
author_role author
author2 Biermann, K.
Reynoso, Andres Alejandro
Fainstein, Alejandro
Santos, P. V.
author2_role author
author
author
author
dc.subject.none.fl_str_mv Optomecánica en Cavidades
Tecnologías Cuánticas
topic Optomecánica en Cavidades
Tecnologías Cuánticas
purl_subject.fl_str_mv https://purl.org/becyt/ford/1.3
https://purl.org/becyt/ford/1
dc.description.none.fl_txt_mv Optomechanical systems provide a pathway for the bidirectional optical-to-microwave interconversion in (quantum) networks. We demonstrate the implementation of this functionality and non-adiabatic optomechanical control in a single, μm-sized potential trap for phonons and exciton-polariton condensates in a structured semiconductor microcavity. The exciton-enhanced optomechanical coupling leads to self-oscillations (phonon lasing) -- thus proving reversible photon-to-phonon conversion. We show that these oscillations are a signature of the optomechanical strong coupling signalizing the emergence of elusive phonon-exciton-photon quasiparticles -- the phonoritons. We then demonstrate full control of the phonoriton spectrum as well as coherent microwave-to-photon interconversion using electrically generated GHz-vibrations and a resonant optical laser beam. These findings establish the zero-dimensional polariton condensates as a scalable coherent interface between microwave and optical domains with enhanced microwave-to-mechanical and mechanical-to-optical coupling rates.
Fil: Kuznetsov, A. S.. Leibniz-Institut im Forschungsverbund Berlin; Alemania
Fil: Biermann, K.. Leibniz-Institut im Forschungsverbund Berlin; Alemania
Fil: Reynoso, Andres Alejandro. Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología; Argentina. Universidad de Sevilla; España. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina
Fil: Fainstein, Alejandro. Comisión Nacional de Energía Atómica. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Unidad Ejecutora Instituto de Nanociencia y Nanotecnología; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Energía Nuclear. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro | Universidad Nacional de Cuyo. Instituto Balseiro. Archivo Histórico del Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro; Argentina
Fil: Santos, P. V.. Leibniz-Institut im Forschungsverbund Berlin; Alemania
description Optomechanical systems provide a pathway for the bidirectional optical-to-microwave interconversion in (quantum) networks. We demonstrate the implementation of this functionality and non-adiabatic optomechanical control in a single, μm-sized potential trap for phonons and exciton-polariton condensates in a structured semiconductor microcavity. The exciton-enhanced optomechanical coupling leads to self-oscillations (phonon lasing) -- thus proving reversible photon-to-phonon conversion. We show that these oscillations are a signature of the optomechanical strong coupling signalizing the emergence of elusive phonon-exciton-photon quasiparticles -- the phonoritons. We then demonstrate full control of the phonoriton spectrum as well as coherent microwave-to-photon interconversion using electrically generated GHz-vibrations and a resonant optical laser beam. These findings establish the zero-dimensional polariton condensates as a scalable coherent interface between microwave and optical domains with enhanced microwave-to-mechanical and mechanical-to-optical coupling rates.
publishDate 2022
dc.date.none.fl_str_mv 2022-10
dc.type.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
http://purl.org/coar/resource_type/c_6501
info:ar-repo/semantics/articulo
format article
status_str publishedVersion
dc.identifier.none.fl_str_mv http://hdl.handle.net/11336/215939
Kuznetsov, A. S.; Biermann, K.; Reynoso, Andres Alejandro; Fainstein, Alejandro; Santos, P. V.; Microcavity phonoritons -- a coherent optical-to-microwave interface; Cornell University; arXiv; 10-2022; 1-40
2331-8422
CONICET Digital
CONICET
url http://hdl.handle.net/11336/215939
identifier_str_mv Kuznetsov, A. S.; Biermann, K.; Reynoso, Andres Alejandro; Fainstein, Alejandro; Santos, P. V.; Microcavity phonoritons -- a coherent optical-to-microwave interface; Cornell University; arXiv; 10-2022; 1-40
2331-8422
CONICET Digital
CONICET
dc.language.none.fl_str_mv eng
language eng
dc.relation.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.48550/arXiv.2210.14331
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/arxiv/https://arxiv.org/abs/2210.14331
dc.rights.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
eu_rights_str_mv openAccess
rights_invalid_str_mv https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Cornell University
publisher.none.fl_str_mv Cornell University
dc.source.none.fl_str_mv reponame:CONICET Digital (CONICET)
instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
reponame_str CONICET Digital (CONICET)
collection CONICET Digital (CONICET)
instname_str Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
repository.name.fl_str_mv CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
repository.mail.fl_str_mv dasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.ar
_version_ 1847426979759915008
score 13.10058

Publicaciones similares