We present a complete overview of our investigation past and present of the modelization and study of the spatiotemporal dynamics of a coherent field emitted by a semiconductor microcavity based on self-assembled quantum dots. The modelistic approach is discussed in relation to prospective growth and experimental research, and the model is then applied to resonators for which the medium is either passive (coherent photogeneration of carriers) or active (carrier pumping by current bias). The optical response of the system is investigated, especially in what concerns the linewidth enhancement factor, which turns out to be critical for the onset of self-organized patterns. The regimes in which one can expect bistable response, modulational instabilities, pattern formation, and cavity soliton formation are investigated. The pattern scenario is described, and experimentally achievable conditions are predicted for the occurrence of stable cavity solitons.

1.
M.
Brambilla
,
L. A.
Lugiato
,
F.
Prati
,
L.
Spinelli
, and
W. J.
Firth
,
Phys. Rev. Lett.
79
,
2042
(
1997
).
2.
S.
Barland
,
J. R.
Tredicce
,
M.
Brambilla
,
L. A.
Lugiato
,
S.
Balle
,
M.
Giudici
,
T.
Maggipinto
,
L.
Spinelli
,
G.
Tissoni
,
T.
Knödel
,
M.
Miller
, and
R.
Jäager
,
Nature
419
,
699
(
2002
).
3.
X.
Hachair
,
L.
Furfaro
,
J.
Javaloyes
,
M.
Giudici
,
S.
Balle
,
J.
Tredicce
,
G.
Tissoni
,
L. A.
Lugiato
,
M.
Brambilla
, and
T.
Maggipinto
,
Phys. Rev. A
72
,
013815
(
2005
).
4.
Y.
Menesguen
,
S.
Barbay
,
X.
Hachair
,
L.
Leroy
,
I.
Sagnes
, and
R.
Kuszelewicz
,
Phys. Rev. A
74
,
023818
(
2006
).
5.
S.
Barbay
,
Y.
Ménesguen
,
X.
Hachair
,
L.
Leroy
,
I.
Sagnes
, and
R.
Kuszelewicz
,
Opt. Lett.
31
,
1504
(
2006
).
6.
X.
Hachair
,
F.
Pedaci
,
E.
Caboche
,
S.
Barland
,
M.
Giudici
,
J. R.
Tredicce
,
F.
Prati
,
G.
Tissoni
,
R.
Kheradmand
,
L. A.
Lugiato
,
I.
Protsenko
, and
M.
Brambilla
,
IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.
12
,
339
(
2006
).
7.
M.
Bache
,
F.
Prati
,
G.
Tissoni
,
R.
Kheradmand
,
L. A.
Lugiato
,
I.
Protsenko
, and
M.
Brambilla
,
Appl. Phys. B: Lasers Opt.
81
,
913
(
2005
).
8.
M.
Grundmann
,
Physica E (Amsterdam)
5
,
167
(
1999
).
9.
G.
Huyet
,
D.
O'Brien
,
S. P.
Hegarty
,
J. G.
McInerney
,
A. V.
Uskov
,
D.
Bimberg
,
C.
Ribbat
,
V. M.
Ustinov
,
A. E.
Zhukov
,
S. S.
Mikhrin
,
A. R.
Kovsh
,
J. K.
White
, and
K.
Hinzer
,
Phys. Status Solidi A
201
,
345
(
2004
).
10.
E. A.
Viktorov
,
P.
Mandel
,
I.
O’Driscoll
,
O.
Carroll
,
G.
Huyet
,
J.
Houlihan
, and
Y.
Tanguy
,
Opt. Lett.
31
,
2302
(
2006
).
11.
M.
Segev
,
B.
Crosignani
,
A.
Yariv
, and
B.
Fischer
,
Phys. Rev. Lett.
68
,
923
(
1992
).
12.
N.
Fressengeas
,
J.
Maufoy
, and
G.
Kugel
,
Phys. Rev. E
54
,
6866
(
1996
).
13.
L.
Spinelli
,
G.
Tissoni
,
M.
Brambilla
,
F.
Prati
, and
L. A.
Lugiato
,
Phys. Rev. A
58
,
2542
(
1998
).
14.
M.
Sugawara
,
H.
Ebe
,
N.
Hatori
,
M.
Ishida
,
Y.
Arakawa
,
T.
Akiyama
,
K.
Otsubo
, and
Y.
Nakata
,
Phys. Rev. B
69
,
235332
(
2004
).
15.
C.
Gies
,
J.
Wiersig
,
M.
Lorke
, and
F.
Jahnke
,
Phys. Rev. A
75
,
013803
(
2007
).
16.
W. W.
Chow
and
S. W.
Koch
,
IEEE J. Quantum Electron.
41
,
495
(
2005
).
17.
J.
Hader
,
J. V.
Moloney
,
S. W.
Koch
, and
W. W.
Chow
,
IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.
9
,
688
(
2003
).
18.
S.
Barbay
,
J.
Koehler
,
R.
Kuszelewicz
,
T.
Maggipinto
,
I. M.
Perrini
, and
M.
Brambilla
,
IEEE J. Quantum Electron.
39
,
245
(
2003
).
19.
I. M.
Perrini
,
S.
Barbay
,
T.
Maggipinto
,
M.
Brambilla
, and
R.
Kuszelewicz
,
Appl. Phys. B: Lasers Opt.
81
,
905
(
2005
).
20.
H. C.
Wong
,
G. B.
Ren
, and
J. M.
Rorison
,
Opt. Quantum Electron.
38
,
395
(
2006
).
21.
J.
Oksanen
and
J.
Tulkki
,
J. Appl. Phys.
94
,
1983
(
2003
).
22.
S.
Melnik
,
G.
Huyet
, and
A. V.
Uskov
,
Opt. Express
14
,
2950
(
2006
).
23.
A.
Markus
,
J. X.
Chen
,
O.
Gauthier-Lafaye
,
J. G.
Provost
,
C.
Paranthoen
, and
A.
Fiore
,
IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.
9
,
1308
(
2003
).
24.
E. A.
Viktorov
,
P.
Mandel
,
Y.
Tanguy
,
J.
Houlihan
, and
G.
Huyet
,
Appl. Phys. Lett.
87
,
053113
(
2005
).
25.
M.
Brambilla
,
L. A.
Lugiato
,
F.
Prati
,
L.
Spinelli
, and
W. J.
Firth
,
Phys. Rev. Lett.
79
,
2042
(
1997
).
26.
M.
Gioannini
,
A.
Sevega
, and
I.
Montrosset
,
Opt. Quantum Electron.
38
,
381
(
2006
).
27.
H. C.
Schneider
,
W. W.
Chow
, and
S. W.
Koch
,
Phys. Rev. B
66
,
041310
(R) (
2002
).
28.
S.
Schneider
,
P.
Borri
,
W.
Langbein
,
U.
Woggon
,
R. L.
Selling
,
D.
Ouyang
, and
D.
Bimberg
,
IEEE J. Quantum Electron.
40
,
1423
(
2004
).
29.
G.
Tissoni
,
L.
Spinelli
,
M.
Brambilla
,
T.
Maggipinto
,
I.
Perrini
, and
L. A.
Lugiato
,
J. Opt. Soc. Am. B
16
,
2083
(
1999
).
30.
G.
Tissoni
,
L.
Spinelli
,
M.
Brambilla
,
T.
Maggipinto
,
I.
Perrini
, and
L. A.
Lugiato
,
J. Opt. Soc. Am. B
16
,
2095
(
1999
).
You do not currently have access to this content.