译文:通过光超固态相变实现的超快全光开关
我们提出了一种利用驱动-耗散微腔中空间均匀光子超流体与自发有序超固体之间的双稳态来实现超快全光开关的方案。该系统的核心在于通过腔内嵌入高迁移率二维电子气(2DEG)构建可调谐的非局域光子-光子相互作用。漂移电流使费米盘发生位移,在有限波矢处形成林德哈德相互作用核的负值区域,从而引发旋子不稳定性。由此产生的双稳态S曲线支持“写入-保持-擦除”协议,其中短光脉冲可在不同分支间实现切换,开关对比度高达120分贝。当写入脉冲移除后,滞后开启状态能在恒定亚阈值驱动下持续存在,实现了全光双稳态存储。由于光子场与每个嵌入式量子阱存在叠加耦合,通过堆叠具有不同漂移角的层状结构,可设计具有高阶对称性的旋子分布,在超固体上刻印更丰富的空间序,从而实现开关的非二进制扩展。该平台在超快(亚飞秒)和亚飞焦耳能区运行时,其开关对比度和可重构性均优于现有大多数全光开关技术。

