强耦合纳米光子学中量子光学概念的适用性问题

植根于量子光学并得益于其坚实基础的纳米光子学强耦合近年来受到越来越多的关注。由于纳米光子学是一个由实验驱动的领域，缺乏描述突破性进展的适当理论方法常常成为一个重要问题。为解决此问题，直接移植和扩展量子光学中已有概念的诱惑很大，即便往往缺乏严格的论证。在本综述中，我们讨论了在我们看来这种策略确实超越其适用边界的情形。我们聚焦于激子—等离激元相互作用，特别是计算参与耦合的激子数量这一想法。我们分析了如何从出现在不同复杂度理论描述中的项 N/V 的毫无根据的解释出发，人们可能倾向于对数量 N 和体积 V 分别做出独立假设，并试图将它们分开计算。这种方法可能导致不同且常常相互矛盾的结果，取决于初始假设（例如通过对 V 作为等离激元学中模糊的模式体积的不同处理）。我们认为此类矛盾的根源在于问题本身——多少个激子发生了耦合？——这一问题忽视了系统耦合组分的真实性质，毫无意义，且往往甚至不具有任何实际重要性。若人们有兴趣验证系统的量子本性——这似乎是追求小 N 强耦合的动机——则可转而关注诸如光子发射率或二阶关联函数等量。