高 Q 值谐振腔内受驱原子的集体效应动力学

我们研究了耦合到光学谐振腔的 N 个相干驱动二能级原子的量子动力学。在强耦合区,原子散射产生的腔场与原子上的泵浦光发生相消干涉。这抑制了原子激发,即使对于强驱动场也阻止原子饱和,而稳态腔内场振幅几乎与原子数无关。干涉效应的大小取决于激光与腔场间的失谐以及相对原子位置,对于放置在腔模波腹处的波长间隔原子晶格最强。此时在每个原子附近产生三维强度极小。在该 regime 下自发辐射被抑制,主要损耗通道是腔衰变。即使腔线宽大于原子自然线宽,通过足够多原子的协同作用也能重新获得强干涉。这些结果为理解近期集体腔冷却实验提供了新关键,并可能允许实现快速定制原子-原子相互作用以及具有极小能量转移的非微扰粒子探测。