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具有回音壁模式谐振器的波导量子电动力学系统中的单光子超辐射

DOI：10.1103/PhysRevA.101.043831 期刊：Physical Review A 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要： 作为单光子与原子团簇协同相互作用的体现，单光子超辐射现象近期备受关注，但现有研究仅局限于量子发射体参与的超辐射过程。本研究将探究范围拓展至包含回音壁模式（WGM）谐振器的波导量子电动力学系统——这类谐振器对诸多纳米光子器件至关重要。通过解析与数值方法证明：当存在WGM谐振器时同样能产生单光子超辐射，并推导出超辐射发射峰出现条件及原子-光耦合强度增强判据。最后采用重整化方法研究了WGM谐振器级联的普遍情况，在含WGM谐振器的手性波导量子电动力学系统中，通过频率调制超辐射有效原子实现了单光子频率梳生成。
作者： Yao Zhou，Zihao Chen，Jung-Tsung Shen
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研究概述 实验方案

研究目的

研究包含回音壁模式（WGM）谐振器的波导量子电动力学系统中的单光子超辐射现象，重点关注超辐射发射的判据和增强的原子-光耦合，并展示单光子频率梳的产生。

研究成果

研究表明，在回音壁模式谐振腔系统中可产生单光子超辐射现象，并为超辐射发射及增强的原子-光耦合提供了判据。该研究还展示了通过调制超辐射原子产生单光子频率梳的潜力，为量子信息系统和光学计量学应用提供了可能。

研究不足

该研究属于理论性研究，由于假设了理想化条件（例如与耦合强度相比可忽略的背向散射和耗散率），在实际实施中可能存在潜在局限性。

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