有损物体驱动的远场空间相干性：统一量子光散射和热发射的第一性原理方法
量子物理
2026-07-01 v1
摘要
远场空间相干性决定了散射光和热发射的干涉特性。传统上，这些现象通过不同的范式处理：经典散射描述假设冷物体缺乏量子涨落，理想化的量子散射方案忽略耗散，而半经典涨落电动力学依赖于现象学噪声电流，阻碍了对入射量子态的一致处理。在这里，我们发展了一个基于修正Langevin噪声形式的第一性原理框架，以统一量子光的散射和有限耗散物体的固有热发射。我们证明了出射远场空间相干性分解为两种几何驱动机制的代数叠加，由辐射-物质动力学的全局幺正性耦合。第一种机制，弹性散射，充当非幺正空间滤波器，模式选择性地衰减和重塑入射量子关联。第二种机制，热发射，源于局域材料耗散，并将物体的吸收轮廓投影到远场，提供了宏观van Cittert-Zernike定理的量子矢量推导。将该框架应用于光学领域，我们确定了有损量子光子学的操作界限。在混沌热照明下，我们解析地证明了平衡态下的热隐身，并表明被动散热器投射出与主发射体几何上相同的结构化热阴影。在相干照明下，我们推导了一个限制宏观相位关联的热力学相图，证明亚波长纳米结构相对于块体物体经历显著的相干性退化。最后，在空间纠缠照明下……
引用
@article{arxiv.2607.00653,
title = {Far-field spatial coherence driven by lossy objects: first-principles approach unifying scattering of quantum light and thermal emission},
author = {Alessandro Ciattoni},
journal= {arXiv preprint arXiv:2607.00653},
year = {2026}
}