熊振宇 蔡远文 吴昊3) 刘通3) 刘政良 任元3)†

1) (航天工程大学宇航科学与技术系，北京 101400)

2) (航天工程大学，量子探测与感知实验室，北京 101400)

3) (航天工程大学，激光推进及其应用重点实验室，北京 101400)

微腔激子极化激元由于具有较轻的有效质量，很容易实现玻色-爱因斯坦凝聚(Bose-Einstein condensate，BEC)，其在外界驱动下产生的陀螺效应具有广阔的应用前景.本文研究了微腔激子极化激元在环形光束泵浦下微腔半径以及泵浦参数对体系演化的影响.从单分量的Gross-Pitaevskii 方程出发，对环形微腔中的激子极化激元BEC 体系的演化过程进行研究.通过数值模拟研究了在环形微腔中保持体系稳定演化的最大涡旋叠加态花瓣数与微腔半径的关系，分析了不同形式的环形光束泵浦作用下激子极化激元体系的演化情况，发现在微米量级的微腔半径下，特定形式的单环泵浦和多环泵浦能够使得微腔容纳更高阶的激子极化激元稳定涡旋叠加态的存在.研究结果表明，在一定的泵浦驱动条件下，微腔半径的大小与体系能容纳的涡旋叠加态花瓣数上限之间是线性正相关的，并且在改变泵浦激光构型时能够突破这一上限，产生高阶、多重的涡旋叠加态.

1 引言

激子极化激元是半导体微腔中激子和光子强耦合而形成的一种准粒子，既有光子的性质，同时也表现出粒子的相关性质，表现为玻色子，具体形态为半光半物质的杂化态.早在20 世纪 50 年代末，Hopfield[1]就提出了激子极化激元的概念，半个……