吸收与放大介质中自发辐射的费米黄金规则

我们证明了由费米黄金规则导出的光子自发辐射（SE）公式在吸收与放大介质中的根本性失效，其中人们假定 SE 速率随局域光子态密度缩放，这一方法常用于更复杂的半经典纳米光子学仿真。利用在任意线性介质存在下对宏观麦克斯韦方程的严格量子化，我们推导了量子二能级系统（TLS）的修正费米黄金规则与主方程，其给出了一个量子泵浦项和一个修正的、净为正的衰变速率。我们给出了由两个耦合微盘谐振腔构成增益-损耗介质这一实例中 TLS 时间动力学的严格数值结果，并展示了仅基于局域态密度的常用公式的明显失效。