Quantum treatment of self-organization phenomena of excitons and biexcitons

Abstract

We present in this paper the quantum treatment of self-organization phenomena of excitons and biexcitons in the geometry of a ring cavity. Applying the adiabatic elimination method of the exciton and biexciton variables, the Fokker-Planck equation for the transmitted field was obtained. The spectrum of transmission and second order correlation function were calculated. Thus, the spectrum of transmission describes a hysteresis cycle character, where a narrow spectral line in the end of cycle can be observed. The phenomena of optical bistability and switchings of excitons and biexcitons are investigated theoretically.

În această lucrare este prezentat un model cuantic de studiu al fenomenelor de auto-organizare a sistemului de excitoni și biexcitoni în cavităţi inelare. Aplicând metoda de eliminare adiabatică a excitonilor și biexcitonilor, s-a obţinut ecuaţia Fokker-Planck pentru câmpul transmis. S-a calculate spectrul de transmisie și funcţia de corelaţie de ordinul doi. După cum a fost observat, spectrul de transmisie descrie comportament de histerezis, cu apariţia unei linii spectrale înguste. Sunt cercetate teoretic fenomenele de bistabilitate optică și comutări ale sistemului de excitoni și biexcitoni.