基于单原子腔量子电动力学的单光子脉冲发射数值分析

我们数值研究了一种按需单光子源，其由Kuhn等人实现于强耦合原子-腔系统，见Appl. Phys. B \textbf{69}, 373 (1999)。在Kuhn等人的方案中，一个$\Lambda$型三能级原子被俘获于单模光学腔中。考虑$\Lambda$构型中的三个原子能级：基态$u$、伴随腔模的第一激发态$g$、以及第二激发态$e$，我们假设一经典场与一量子化腔场分别导致$u$与$e$之间、以及$e$与$g$之间的跃迁。缓慢上升的经典光脉冲触发系统的绝热过程，并使腔模的一个单光子浮现。我们利用主方程模拟这一绝热演化以及单光子穿过腔的不完美镜面的传输。我们集中于考察单光子产生效率、光子发射时长涨落、以及相对于触发脉冲峰值测得的发射时间等物理特性。我们找到了一个紧密逼近效率的函数以及时长涨落的上界。