高次谐波产生中量子光描述的近似层级：Fermi-Hubbard 模型研究
量子物理
2025-02-05 v1
摘要
高次谐波产生的量子光学描述，其中产生介质的电子以及驱动和产生的光场都被量子力学地处理，在过去几年中引起了广泛关注。量子光学公式导出了产生光场的运动方程，其中量子光场与电子介质的时间相关电流耦合，这与电子系统是原子、分子还是固体无关。这些运动方程对于任何现实系统都是不可解的，因此需要准确且经过验证的近似方法。在这项工作中，我们提出了光子态运动方程的近似层级。在该层级的每一级，我们都使用 Fermi-Hubbard 模型作为电子系统的具体实例，对电子和光场进行精确的量子模拟。我们发现，对于典型的实验情况，即量子光-物质耦合常数较弱且强度远低于损伤阈值，一个称为马尔可夫态近似（MSA）的显式表达式可以定量地捕捉高次谐波谱，并定性地描述产生光的单模量子特性，如 Mandel-Q 参数和压缩度所表征的。
引用
@article{arxiv.2410.19533,
title = {Hierarchy of approximations for describing quantum light from high-harmonic generation: A Fermi-Hubbard model study},
author = {Christian Saugbjerg Lange and Lars Bojer Madsen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.19533},
year = {2025}
}