穿越光学腔的原子束的规则与双稳态稳态超辐射相

我们研究了预激发且准直的原子束穿过光学腔单模所产生的不同光子发射机制。在腔自由度可被绝热消除的 regime 中，我们发现当集体线宽超过渡越时间展宽时，原子经历超辐射发射。我们分析了原子束方向相对于腔轴倾斜的情况。对于此情形，我们发现只要原子束倾斜足够小，就建立起类似于稳态超辐射的连续光发射相。然而，如果原子在单次渡越时间内沿腔轴行进超过半个波长，我们预言会发生到新的双稳态超辐射机制的动力学相变。在此相中，原子经历集体自发发射，其频率可相对于自由空间原子共振蓝失谐或红失谐。我们分析了不同的超辐射机制及量子临界交叉边界。特别地，我们求得发射光的谱，并表明线宽在相边界附近呈现出临界标度特征。