高密度薄蒸气池中的明亮预告式单光子超辐射
量子物理
2026-01-21 v1 原子物理
光学
摘要
超辐射是协同量子发射的一个标志，其中辐射衰减通过发射体间的相干性得到集体增强。在此，我们将超辐射效应扩展到多能级原子的光子对产生，双光子过程为新型量子光源提供了一条途径，并为实用超辐射提供了一个有用的案例。我们报告了在 1 毫米长的高密度铯蒸气池中，通过自发四波混频实现的明亮预告式单光子超辐射。通过将原子蒸气中的原子平均距离减小到闲频光子波长的 0.29 倍，我们观察到双光子时间波函数急剧变窄。这种双光子时间波函数的压缩证明了在集体双光子发射动力学中预告光子的超辐射。此外，我们的预告式单光子超辐射伴随着 200 的符合-偶然比，并且检测到的光子对计数超过每秒 10^6 对。这些发现确立了稠密薄原子蒸气作为实现超辐射光子源的实用、稳健介质，对量子光学和高效光子量子技术的发展具有直接意义。
引用
@article{arxiv.2601.13909,
title = {Bright Heralded Single-Photon Superradiance in a High-Density Thin Vapor Cell},
author = {Heewoo Kim and Bojeong Seo and Han Seb Moon},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.13909},
year = {2026}
}