驱动多层原子集中耦合及其对四波混合的影响

基于多层原子的微观模型是优化非线性光学响应和光的相干控制的核心。这些模型传统上基于单原子效应，通过参数外推来包括集体效应，如增强响应或介质内的传播。在本工作中，我们系统地分析了由驱动的多层原子组成的受共同电磁环境耦合系统所产生的合作效应。该分析基于驱动场引起的洞 dressed 态与光子交换之间的相互作用，以及集体衰减通道。该理论应用于由两束激光作用于具有菱形构型内部能级的原子对产生的四波混合。然后探讨了原子间关联性和集体衰减对该非线性过程中产生的光子的影响。详细研究了随原子取向和激光参数变化（符合当前原子气体实验条件）下的单光子和双光子相关性。结果表明，光子关联函数呈现从洛伦兹形双光子色散——其一般特征可由孤立原子方案获得——向两峰分布过渡，这取决于偶极-偶极相互作用的重要性。对于 Rabi 频率小于最高集体衰减率的情形，原子在彼此靠近时被囚禁在其基态。我们发现，偶极-偶极相互作用的各向异性及其波动性是理解光子关联行为的关键。这些过程的特征被识别为现有实验实现所能观察到的。