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介电切伦科夫辐射与石墨烯表面等离激元的量子区域
摘要： 本文提出了一种量子态下的切伦科夫自由电子激光（CFEL）与介质及多层石墨烯波导中激发的表面等离极化激元（SPPs）方案。当相互作用产生的动量展宽小于光子反冲时，即可实现该量子态。这种相互作用特有的离散动量交换会产生极窄的单发射谱线。为确定量子态条件，我们采用量子力学方法推导了切伦科夫效应的增益表达式，其假设有效动量展宽源于有限相互作用长度L（SPPs情况下则为传播长度）。针对CFEL和SPPs两种情形，我们研究了电子束与波导参数对实现量子态可能性的影响。研究表明：当L达到毫米量级时，在低电子束能量（<40 keV）和近红外发射波长范围（<5 μm）内基本可验证该量子态；对于SPPs，通过提高化学势和石墨烯层数还能增强实现量子SPPs的可行性。
关键词： 量子光、表面等离激元极化子、石墨烯、切伦科夫辐射
更新于2025-09-23 15:23:52
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光子法诺腔中的量子光-物质相互作用与受控声子散射
摘要： 通过将法诺共振作为光学腔中的一个反射镜，可获得具有高度非对称线型的局域模式。在腔内放置单个量子发射体后，会形成一种新的腔量子电动力学机制——其中光-物质相互作用动力学与采用洛伦兹线型传统腔的情况存在本质差异。进一步考虑发射体的振动动力学时，会产生复杂的声子-光子相互作用，而法诺反射镜引发的光学干涉会显著改变能量向振动模式的泄漏过程。我们证明：相比采用传统反射镜的等效腔体，这种控制机制能提升所发射光子的最大可区分性。
关键词： 声子散射、量子光-物质相互作用、法诺腔、光子法诺腔、腔量子电动力学
更新于2025-09-12 10:27:22