电磁谐振腔中量子发射体强耦合建模的半解析框架
光学
2023-08-25 v1
摘要
我们提出一个用于研究量子发射体与一般电磁谐振腔相互作用的半解析框架。该方法依赖 Lippmann-Schwinger 方程，仅通过对不含量子发射体的电磁谐振腔进行一次计算且无拟合参数，即可算出耦合系统的复共振频率。这与文献中的标准方法形成鲜明对比，后者耦合系统的性质是从计算谱中拟合而得。作为一个应用示例，我们考虑了近期一种具有深亚波长光局域的介电腔设计。我们发现了发射体与腔共振频率预期的避免交叉，并与独立参考计算比较，发现极好的定量一致，相对误差低于万分之一。为明确联系 Jaynes-Cummings 模型，我们推导了一个显式表达式，将发射体的经典描述（由具洛伦兹型材料响应的球形 inclusions 建模）与相应量子光学模型的偶极矩相关联。因此，该组合框架能够以透明方式利用经典计算来评估进入量子光学理论的耦合强度。
引用
@article{arxiv.2308.12957,
title = {Semi-analytical Framework for Modeling Strong Coupling of Quantum Emitters in Electromagnetic Resonators},
author = {Mohammad Abutoama and George Kountouris and Jesper Mørk and Philip Trøst Kristensen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.12957},
year = {2023}
}
备注
18 pages, 7 figures, research article