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利用回音壁模式微谐振器中两个偶极耦合原子改善光子反聚束效应

DOI：10.1103/PhysRevA.101.023810 期刊：Physical Review A 出版年份：2020 更新时间：2025-09-19 17:13:59
摘要： 在双原子或多原子系统中，原子可通过交换虚光子实现相互作用。这种能量交换通常被称为偶极-偶极相互作用（DDI）。本文研究由一对两能级原子与双模回音壁模式（WGM）微腔强耦合构成的DDI系统，该微腔受外激光场驱动。我们旨在利用实际实验参数值探究该结构的单光子关联特性，详细比较腔量子电动力学（QED）中三种构型的光子反聚束质量（即二阶关联函数的小值程度）：(i) 单个两能级原子；(ii) 无DDI的两个远距离两能级原子；(iii) 两个通过倏逝场分别与驱动WGM微腔耦合的DDI（偶极耦合）两能级原子。研究明确显示，在构型(iii)中即使弱耦合条件下，原子间DDI仍能显著增强具有丰富线型的光子反聚束效应。同时发现通过调节原子-腔耦合强度可调控光子反聚束。此外，该强光子反聚束特性对协同原子衰减具有鲁棒性。本基于DDI的腔QED方案为构建集成化片上单光子源提供了新途径。
作者： Ye Qu，Shuting Shen，Jiahua Li，Ying Wu
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研究概述 实验方案

研究目的

研究由两个偶极耦合的双能级原子组成的系统，在与双?；匾舯谀Ｊ轿⑶磺狂詈锨沂芡饧す獬∏那榭鱿?，探索其光子关联特性以增强光子反聚束效应。

研究成果

研究表明，在回音壁模式微谐振腔中，两个原子间的偶极-偶极相互作用能显著增强光子反聚束效应，即便在弱耦合区域亦然。该效应具有抵抗合作原子衰变的鲁棒性，且可通过调节原子-腔耦合强度进行调控，为集成化片上单光子源提供了一种极具前景的实现方案。

研究不足

该研究是理论性的，依赖于采用真实实验参数的数值模拟。实际实施中可能在精确控制原子位置和耦合强度方面面临挑战。

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