共振原子球状介质的相干辐射

共振介质中原子的辐射是一个合作过程，介质作为一个整体参与其中。在之前的两篇论文中，我们针对具有平板几何形状的介质处理了该问题，该介质在平面波激发下支持在一维中传播的相干波。我们在此将处理扩展到三维问题，主要关注球状几何的情况。通过将辐射场视为不同阶数的电多极场和磁多极场的叠加，我们将其用适当定义的标量场表示。后者的场具有对应于每个多极阶数的一系列指数衰减本征模。我们考虑了球体的几个球对称初始激发示例。我们发现，小的均匀激发球体倾向于超辐射辐射，而具有初始激发内核的大球体的辐射则表现出时间振荡，这是由于大量相干激发振幅参与不同模式所致。发射辐射的频谱具有丰富的结构，包括大球体的频率间隙，以及由大多数本征模特征性的小频移和更小的衰减率引起的尖锐且紧密间隔的峰值。