通过两光子相互作用实现光子阻挡的集体增强

类似于电子的库仑阻挡，光子阻挡是量子光学中的关键效应，其表现为单个光子通过非线性介质后，阻止后续光子通过。除了具备基本科学意义外，光子阻挡及多光子阻挡正被积极研究作为产生技术相关量子光态的机制。尽管光子阻挡通常需要实现强光-物质耦合，但增加原子数并无法增强双光子阻挡。本文通过分析嵌入两光子耦合致密原子ensemble的量子共振器的光学传输特性，结合近似解析方法与完整量子数值模拟，我们展示当光与物质通过两光子相互作用耦合时，单光子阻挡与多光子阻挡均可受益于集体增强。我们提出不同的驱动方案，使得第二或第三阶关联函数随原子数的增加而显著抑制。与已有方法不同，本文所实现的非经典性质的集体增强以全向传输为基础，最终仅受到脱缔效应的限制。这表明集体两光子耦合是实现光子阻挡的强大机制，即便在无法实现单个强耦合的平台上也可实现。