三能级原子中不可区分光子对双光子激发的优化
量子物理
2026-04-28 v1
摘要
我们研究了具有一对不可区分光子的单向场对三能级阶梯型原子的激发。从双光子吸收概率的解析表达式出发，我们确定了在选定时刻使上原子态布居数最大化的双光子态，并表明在无限长脉冲极限下，完美激发是可能的。该最优态被识别为自发级联衰变中发射的双光子态的时间反演对应物。然后，我们将这种理想激发策略与实验上可实现的态族进行比较，包括对称化高斯乘积态、时间相关高斯态和相干脉冲。我们分析了最优激发条件如何依赖于原子衰变率之比以及原子跃迁频率的间隔。对于由高斯脉冲描述的不可区分光子，量子干涉可能使边际谱分布的极大值偏离原子共振，并定性地改变最优激发策略。我们的结果阐明了不可区分性和相关性在双光子吸收中的作用，并为在量子光学光物质界面中设计现实的激发方案提供了指导。
引用
@article{arxiv.2604.24560,
title = {Optimization of two-photon excitation by indistinguishable photons in a three-level atom},
author = {Masood Valipour and Gniewomir Sarbicki and Karolina Słowik and Anita Dąbrowska},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.24560},
year = {2026}
}
备注
20 pages, 15 figures. Includes Appendix and Supplementary Materials (pages 16-20). Code available at https://github.com/masood-valipour/ETPA-Indistinguishable. Interactive plots and project webpage: https://masood-valipour.github.io/masood-valipour/ETPA.html