光学晶格与腔相互作用中的光子带隙和正常模式分裂
量子物理
2024-09-11 v1 原子物理
光学
摘要
原子与光学腔的强集体相互作用会引起腔共振的正常模式分裂，其宽度由集体耦合强度决定。在原子云光学密度较低时，腔内光强分布由腔的模式函数决定，该函数仅由腔的几何结构确定。在此状态下，耦合原子-腔系统的动力学可以方便地用开放Dicke模型描述，我们将其用于计算线性腔和环形腔中周期有序云团产生的正常模式分裂。我们还展示了如何利用正常模式分裂作为紧束缚极限下Wannier-Bloch振荡的判据。在高光学密度下，原子分布会影响模式函数的形状。这种状态超出了开放Dicke模型的适用范围，但在饱和参数较低的情况下可以用传输矩阵模型处理。将该模型应用于一维周期有序的原子云，我们观察到光子带隙的形成与正常模式分裂相互竞争。我们讨论了这两种模型的局限性，并指出了推广理论的可能途径。
引用
@article{arxiv.2409.06042,
title = {Photonic bands and normal mode splitting in optical lattices interacting with cavities},
author = {Philippe Wilhelm Courteille and Dalila Rivero and Gustavo Henrique de França and Claudio Alves Pessoa Junior and Ana Cipris and Mayerlin Núñez Portela and Raul Celistrino Teixeira and Sebastian Slama},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.06042},
year = {2024}
}
备注
10 pages, 14 figures