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单激发手性耦合原子链中的亚辐射动力学
摘要： 我们理论研究了非互易手性耦合原子链中的亚辐射动力学，在该体系中耗散过程会出现无限长程偶极-偶极相互作用。研究发现单光子激发后的耗散过程中同时存在超辐射与亚辐射现象，其衰减动力学展现出均匀初始激发下的猝发式辐射，这反映了原子排布对光诱导原子间关联传播的影响。通过调控手性耦合原子系统中的非互易耦合，我们证明亚辐射动力学可被显著调控。进一步研究原子局域无序效应时发现：衰减曲线上会出现依赖于缺陷位置的平缓平台，且无序会诱发持续局域化激发。我们还讨论了系统缺陷对亚辐射动力学的影响。结果表明手性耦合体系为光子存储与路由提供了丰富的可能性。
关键词： 亚辐射、手性耦合、光子存储、偶极-偶极相互作用、原子链
更新于2025-09-16 10:30:52
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[IEEE 2019欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 基于光纤的原子腔系统中的快速光子存储
摘要： 微型化光纤光学谐振腔正成为实现光纤量子网络的一种稳健且可扩展的技术。该类腔体最早于文献[1]中展示，目前已与多种发射体（如原子、离子及固态系统）集成，用于构建单光子量子接口。我们的系统由一个87Rb单原子与高带宽（κ = 2π×40 MHz ≈ γ）单侧光纤法布里-珀罗腔（FFPC）耦合构成（图1(a)）。独特的四透镜真空系统通过将焦点与光纤腔中心重合，为原子的三维冷却与囚禁、寻址及高分辨率荧光成像提供了必要的光学通路（图1(b)）。针对87Rb的D2跃迁，该强耦合原子-腔系统展现出六倍普塞尔展宽效应，且90%的发射光子进入腔模[2]。本文展示了快速光子脉冲的确定性生成与存储：生成单光子时，原子态制备于F=1基态，π偏振经典控制激光脉冲以约80%效率在腔模中产生单光子（图1(c)），通过控制脉冲时域整形可在短于原子激发态寿命（约26纳秒）的时间尺度上定制发射光子脉冲波形（图1(d)）。存储快速（短时）相干光脉冲时，通过光学泵浦将原子系统制备于|F=2, mf=-2?态，单光子量级的时域整形输入相干激光脉冲入射至腔镜，同时采用优化时域轮廓的π偏振控制经典激光脉冲对原子-腔系统进行修饰，从而最大化输入脉冲的存储效率。我们实现了脉宽低至10纳秒的光子脉冲存储，整体效率约5%。
关键词： 87Rb原子、单光子量子接口、光子存储、光纤法布里-珀罗腔、基于光纤的光学谐振器、量子网络
更新于2025-09-11 14:15:04