Коллективное спонтанное излучение и сверхизлучающие лазеры класса D

Среди когерентных квантовых явлений неизменное внимание в институте привлекает коллективное спонтанное излучение (сверхизлучение Дике). В последние годы была предложена и теоретически обоснована возможность такого излучения бозе-эйнштейновским конденсатом частиц с внутренними степенями свободы. Выяснены ожидаемые спектрально-корреляционные свойства подобного сверхизлучения для лазера, использующего ловушки, которые служат низкодобротными резонатоами и имеют размеры, существенно превышающие длину волны излучения. В частности, предсказано существование сверхизлучательной лазерной генерации на частоте рекомбинации диполярных экситонов в полупроводниковых ловушках с квантовыми ямами в условиях, близких к требуемым для бозе-эйнштейновской конденсации экситонов при температуре порядка 1—10 К. Предложены конструкции резонаторов, в которых могут быть сформированы необходимые парциальные электромагнитные моды, в частности путем полного внутреннего отражения от гетерограниц (поверхностей) ловушки, обеспечивающие генерацию нормальных поляритонных мод, поляризационная (экситонная) компонента которых превалирует над электромагнитной. Для них генерация возможна не только на экситонах, сконденсировавшихся в основном состоянии ловушки, но и на надконденсатных экситонах, еще до достижения порога бозе-эйнштейновской конденсации. Полученный результат дает основу для разработки новых методов диагностики энергетического и пространственного распределения экситонов в критической области.