用于强耦合腔 QED 的介电微球最优尺寸
量子物理
2009-11-07 v1
摘要
为研究腔量子电动力学(cavity QED)中单光子与原子强耦合，我们考察了石英微球的回音壁模式(WGMs)。在我们目前对 WGMs 损耗机制的理解下，饱和光子数 n 与临界原子数 N 无法同时最小化，因此将“最优”球尺寸取为几何平均 (n x N)^(1/2) 最小时的半径。在给出用于表征原子-腔系统的无量纲参数的一般处理的同时，详细考虑了使用熔融石英微球时原子铯(852nm)的 D2 跃迁：最大耦合系数 g/(2*pi)=750MHz 出现在球半径 a=3.63microns 处，对应 n=6.06x10^(-6) 的最小值；相比之下，N=9.00x10^(-6) 的最小值出现在球半径 a=8.12microns 处，而 (n x N)^(1/2) 最小时的最优球尺寸出现在 a=7.83microns。在实验方面，我们已制备出半径 a=10microns 的熔融石英微球，并持续观察到品质因数 Q=0.8x10^(7)。将这些 WGMs 结果与法布里-珀罗腔中实现的相应参数进行比较，展示了微球作为强耦合腔 QED 工具的显著潜力。
引用
@article{arxiv.quant-ph/0210039,
title = {Optimal Sizes of Dielectric Microspheres for Cavity QED with Strong Coupling},
author = {J. R. Buck and H. J. Kimble},
journal= {arXiv preprint arXiv:quant-ph/0210039},
year = {2009}
}
备注
12 pages, 14 figures