自由空间中原子阵列的双稳光传输

我们确定了平面原子阵列在超出低光强极限外的光传输特性，其在平均场区域中展现出光学双稳性。我们发展了一种描述本征光学双稳性的理论，该双稳性完全由自由空间中的共振偶极-偶极相互作用所支撑，展示了双稳光振幅如何表现出强合作与弱单原子响应，以及它们如何依赖于潜在的低光强集体激发本征模式。我们强调了该理论与腔中光学双稳性的相似性，而原子间的往复光散射承担了腔镜的作用。我们的数值与解析估计显示，阵列的消光、反射率与群延迟发生急剧变化，入射光在远超低光强极限的临界强度之前被完全消光。我们的分析为具有合作响应的稠密原子系综的集体非线性光学铺平了道路。