与纳米光子谐振腔耦合的稠密原子系综的选择性集体发射

我们在实验和理论上研究了与纳米光子微环谐振腔中单一模式耦合的稠密原子系综的集体发射。由于许多冷原子局域在很小的体积内，这些被囚禁的原子不仅与导波谐振腔模式集体耦合，还与自由空间中的非导波模式集体耦合。通过调节原子-光子耦合并调整被囚禁原子的数量，我们演示了向微环谐振腔的超辐射发射。对于通过非导波模式的光子发射，我们的研究揭示了当系统分别被驱动至稳态和 Timed-Dicke 态时，亚辐射和超辐射的特征。因此，我们的实验平台提供了首个具有向导波模式和环境选择性集体发射行为的原子-光界面。我们的观测和方法学可为未来探索与纳米光子光物质界面耦合的密集量子发射体的集体发射提供启示。