暗光态光的光束分离器

光束分离器是光学和光子系统中必不可少的元件, 因此在经典和量子技术中都被广泛使用。根据其预期用途, 这些设备可以根据功率、偏振态或波长将入射光分割。本文在理论上提出了一种新型光束分离器, 能够将光束分为其两个模式的明暗组成部分。我们提出了一个原型, 基于一个与 $\Lambda$ 型三能级原子共振耦合的光学腔系统。由于暗态集成模组与原子解耦, 暗组成分的入射光会被透射。而在高合作性 regime 下, 明组成分由于原子与腔系统对称集成模之间的强耦合产生阿尔默-顿斯分裂而被反射。尽管该设备仅需两个能级原子即可运行, 使用三个能级原子可通过控制原子基态将设备开关。我们的结果为利用光的集体属性开展新应用提供了道路。操控和利用这一额外的自由度可推动量子光学领域的发展, 并为量子技术的发展作出贡献。