巨原子与左手超晶格超材料耦合的电路 QED

巨原子中偶极近似不再成立，使我们能观察到由干涉和时延效应引起的非传统量子光学现象。以往研究多考虑巨原子与具有右手色散的常规材料耦合。本研究中，我们首次探究巨原子与左手超晶格超材料相互作用的量子动力学。与右手对应物不同，左手超晶格展现出由反常色散带与布拉格散射带产生的非对称带隙。首先，假设巨原子与连续色散能带共振，自发辐射将因干涉效应经历周期性增强或抑制。在共振位置，上、下能带的自发衰减率存在显著差异，这源于群速度的不同。其次，我们考虑发射体频率位于能带外，探究巨原子的非马尔可夫动力学，其中两耦合点间的干涉将诱导束缚态。通过解析与数值方法，我们证明稳态原子布居将由巨原子尺寸变化驱动而周期性调制。非对称带边的存在导致多样的干涉动力学。最后，我们考虑两个相同发射体耦合到波导的情形，发现两发射体内的能量通过 Rabi 振荡机制发生交换。