杂质辅助原子阵列中局域激发保持的光谱设计原理

在原子阵列中增强的局域激发保持能力，可以利用协同辐射效应来抑制发射并延长激发态寿命。我们考虑一个涉及单个初始激发存储原子的杂质辅助设置，并研究在既无写入也无读取场的情况下局域激发的存活情况。由于相应的动力学可能涉及多个相互干扰的集体模式，存活动力学不能仅由最小的集体衰减率决定。因此，利用有效非厄米哈密顿量的双正交本征模分解，我们表明存活动力学由本征模的衰减率及其与初始激发的重叠共同决定。当多个长寿命模式具有可比权重时，会出现大的振荡。因此，我们引入了一个物理动机的光谱替代目标，该目标倾向于小的加权衰减率以及集中在单个亚辐射模式上的初始态权重。作为这种光谱设计原理的证明，我们在最小距离约束下将该替代目标应用于约束原子位置优化，并获得了具有增强局域激发保持能力的非平凡非周期构型。我们的发现揭示了杂质辅助原子阵列中局域激发保持的光谱设计原理，并为其逆向设计提供了原理验证。