来自'少原子'发射器链的高度定向光子超聚束

我们研究了由全同等距二能级原子组成的线性链中关联荧光光子发射概率的角分布。我们用共振激光场选择性地激发其中一个原子。这些原子通过偶极-偶极相互作用和集体自发辐射相互耦合。我们的关注点集中于对关联光子对的同步观测。研究发现，发射原子间的干涉可导致光子对的高度定向发射。这些光子对具有强关联，其发射高度集中于特定的探测方向。我们展示了在这种几何构型中选择性相干激发的关键作用。将驱动场从链一端处的原子移向另一端，会使辐射图样翻转到探测平面的另一半。此外，我们发现，仅当线性链中特定位置的原子被激光场驱动时，原子系统能在单光子辐射被显著抑制的方向上辐射关联孪生光子。或者，发射光子统计中的超聚束优先发生在单光子发射可忽略或为零的方向上。随着链中发射器数量的增加，超聚束效应增强。取决于原子数目以及被驱动原子在链中的位置，强关联光子对可被发射到明确的单一、两个或四个方向上。