周期性超辐射的解析与数值研究
原子物理
2026-04-13 v2
摘要
我们对 Er:YSO 晶体中观察到的周期性超辐射进行理论研究。首先，我们基于 Maxwell-Bloch 方程构建了一个模型，用于简化的能级系统，即两个超辐射态和一个人口储备态。对线性化微分方程的特征值进行分析显示，仅在特定参数下才能实现周期性超辐射。我们还推导了由两个超辐射态之间的相干性和人口差异构成的二变量方程，包含了周期性超辐射的基本特征。这两个变量方程阐明了这一现象的数学结构，并给出周期、脉冲持续时间和发射光子数的解析形式。我们的模型成功复现了这种行为，但实际实验参数被发现位于周期性超辐射的参数区域之外。这一结果暗示需要某些其他机制。以一种示例，假设场衰减率随电场而变化，即可在实际实验条件下复现周期性超辐射。
引用
@article{arxiv.2412.02248,
title = {Analytical and numerical studies of periodic superradiance},
author = {Hideaki Hara and Yuki Miyamoto and Junseok Han and Riku Omoto and Yasutaka Imai and Akihiro Yoshimi and Koji Yoshimura and Motohiko Yoshimura and Noboru Sasao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.02248},
year = {2026}
}
备注
18 pages, 10 figures