强耦合系统的完美能量馈入与极化激元吸收的干涉控制

向系统馈入能量，或者等效地用外部输入驱动该系统的能力，是光-物质相互作用的一个基本方面。许多光子学应用中的关键概念是“临界耦合”条件：在临界状态下，通过输入通道馈入系统的所有能量都在系统内部耗散。尽管这一思想对提高许多器件的效率至关重要，但它从未在处于非微扰区域的系统背景下被考虑。在所谓的强耦合区域中，物质和光的自由度实际上混合成修饰态，导致称为极化激元的新本征态。这里我们证明强耦合区域和临界耦合条件确实可以共存；在这种我们称之为强临界耦合的情况下，所有入射能量都被转换为极化激元。一个半经典理论——同样适用于声学或力学——揭示强临界耦合对应于耦合光-物质振荡器相图中的一个特殊曲线。在通过两个散射端口辐射的更一般系统情况下，所表现的现象是相干完美吸收（CPA），从而在临界耦合框架内自然理解和描述。最重要的是，我们在基于半导体的子带间极化激元光子晶体薄膜谐振器中实验验证了极化激元 CPA。该结果为探索极化激元物理开辟了新途径，使得几乎独立于 Rabi 能量（即电磁场与材料跃迁之间的能量交换速率）来控制系统的泵浦效率成为可能。