• Физики из МФТИ, СПбГУ и Владимирского государственного университета разработали платформу для контроля над гибридными частицами света и материи - экситон-поляритонами.
• Объединение свойств жидких кристаллов, полупроводниковых перовскитов и топологической оптимизации позволило создавать сложные световые поля с заданной структурой.
• Результаты исследования опубликованы в журнале Physical Review A.
• Современная фотоника стремится к миниатюризации и усложнению оптических устройств, экситон-поляритоны являются идеальными кандидатами для создания лазеров, переключателей и элементов для квантовых компьютеров.
• Российские ученые предложили решение для независимого управления поляризацией света с помощью многослойной структуры - оптического микрорезонатора с двумя активными перовскитными слоями.
• Такой подход позволяет создавать сложные световые узоры и кодировать аналоговую информацию в квантовом состоянии материи.
• Возможность создания структурированного света со сложной пространственной и поляризационной структурой востребована в различных областях, включая оптическую микроскопию, связь и хранение данных.
• Исследователи планируют продолжить работу по динамическому управлению поляритонными устройствами с помощью внешних электрических полей.

Возможность создавать световые поля со сложной пространственной и поляризационной структурой востребована в самых разных областях — от оптических пинцетов и сверхразрешающей микроскопии до систем оптической связи и хранения данных, где поляризация может служить дополнительным каналом для кодирования информации. В более отдаленной перспективе такие системы могут стать основой для оптических нейроморфных сетей и симуляторов сложных квантовых систем

Процесс создания световых узоров методом топологической оптимизации. Верхний ряд показывает формирование полутонового изображения для X-поляризованного света: целевое изображение (a), результат моделирования (b) и рассчитанный энергетический ландшафт (c), где синий цвет соответствует областям с низкой энергией. Нижний ряд демонстрирует аналогичный процесс для Y-поляризации (d, e, f). Различие ландшафтов (c) и (f) подтверждает возможность независимого управления ортогональными поляризациями, превращая устройство в поляризационно-чувствительный проектор / © E. Sedov and A. Kavokin, Physical Review A

Пространственное программирование поляризации света. (a) Общая интенсивность свечения поляритонов. (b) и (c) Распределение интенсивности для X- и Y-поляризованных компонент по отдельности, показывающее их пространственное разделение. (d) и (e) Два согласованно работающих, но разных энергетических ландшафта, которые «сортируют» поляритоны по поляризации. (f) и (g) Карты линейной (S₁) и циркулярной (S₃) поляризации, подтверждающие, что в разных «лепестках» успешно сформированы области с чисто линейной X (красный), линейной Y (синий) и циркулярной поляризацией / © E. Sedov and A. Kavokin, Physical Review A