光学量子存储的模态匹配

我们分析了一个单宽带光子与经典“控制”脉冲共传播、同原子系综的非共振拉曼相互作用。研究表明，该相互作用的经典电动力学结构保证了量子力学场算符的正则演化。这使得该相互作用可在模逐个基础上分解为光学激发与物质激发间的分束器变换。一个单一的主导模函数描述了任意控制脉冲形状下的动力学。通过整形控制脉冲使主导模匹配光子的时序模，可实现入射光子量子态向系综内集体暗态的完全转移。物质激发读回至光场的过程，在与连接输入输出模的对称性相关的背景下加以考量。最后，我们展示了该相互作用的横向空间结构由相同的模分解刻画。