单模波导耦合含二能级原子回音壁谐振腔中单光子输运的全量子力学解析结果

我们分析了单模波导中耦合一个与二能级原子相互作用的回音壁型谐振腔时的单光子输运。通过实空间方法精确求解了单光子输运特性，如透射和反射振幅，以及谐振腔和原子的响应。该处理包括了谐振腔两个简并回音壁模式之间的模间背向散射，以及谐振腔和原子的耗散。我们还表明，一个广义的临界耦合条件——即对于匹配系统，在共振时波导输出端的单光子透射为零——对于完整的耦合波导-环形谐振腔-原子系统成立。