地面态耗散与相位失配下非对称双光子发生机制

我们报告了在冷原子基团中进行的双光子发生实验，探讨了地面态耗散与相位失配对双光子发生的影响。结果显示，斯托克斯光子与反斯托克斯光子的产生率存在显著不对称，这源于相位失配和地面态耗散的不同作用。当耗散较小时，相位失配主要驱动这种不对称；当耗散增大时，进一步放大了这种不对称，凸显了这两者之间复杂的相互作用。基于重合计数率表示，我们提供了关于配对比率的洞见，并表明双光子发生过程中固有的受激四波混合过程可解释观察到的现象。有趣的是，尽管地面态耗散降低了时序相关光子的产生，但却反向增强了双光子纯度，这一反直觉现象经条件自相关测量确认。本文首次报道了这一现象。此外，无条件自相关测量显示，所产生的光子服从热力学态分布，与理论预测一致。该研究深化了对SFWM中双光子发生动力学和时序光子关联的理解，为优化SFWM基双光子源及其在量子技术中的应用提供了宝贵的见解。