扩展驱动原子阵列中稳态超辐射的失效

近期在自由空间中生成良好控制的密集单个原子排列方面的进展,引发了人们对理解这些系统的扩展特性如何影响超辐射现象的兴趣。在此,我们深入分析由偶极-偶极相互作用引起的空间依赖光移和衰减率如何改变相干驱动量子发射器阵列的稳态性质。我们刻画了稳态相图,特别关注稳态中的辐射性质。有趣的是,我们发现偏离著名的 Dicke 全连接等相互作用范式会显著改变发射性质。特别是,稳态中辐射光强随粒子数突出的二次方标度——稳态 Dicke 超辐射的标志——被完全抑制,仅呈现随粒子数的线性标度。我们表明,这种稳态超辐射的失效是由于出现了额外的耗散通道,其不仅占据超辐射态,也占据亚辐射态。亚辐射暗态在动力学中的额外贡献导致达到稳态所需时间尺度发散。基于此,我们进一步表明,对扩展原子系综在有限时间处的测量揭示出与理想 Dicke 情形紧密相似的性质。