自由空间辐射的强耦合与超强耦合
量子物理
2016-10-19 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
强与超强光-物质耦合是量子电动力学的显著现象，发生于物质激发与电磁场之间的相互作用无法用通常的微扰理论描述时。这通常通过将具有大振子强度的激发耦合到光学微腔的受限电磁模式来实现。本工作中，我们证明强/超强耦合也可在缺乏光学限制的情况下发生。我们研究了稠密二维电子气中集体激发的非微扰自发辐射，其超辐射地衰变到自由空间。通过使用基于输入-输出形式主义的量子模型，我们推导了耦合系统的线性光学性质，并证明其特征态是混合的光-物质粒子，如同任何展现强或超强光-物质相互作用的系统一样。此外，我们展示了在超强耦合区域，即当辐射展宽与物质激发能量相当时，常用的旋转波与马尔可夫近似给出非物理结果。最后，输入-输出形式主义使我们能够证明描述热发射性质的基尔霍夫定律适用于本工作考虑的所有光-物质耦合区域。
引用
@article{arxiv.1604.01668,
title = {Strong and ultra-strong coupling with free space radiation},
author = {Simon Huppert and Angela Vasanelli and Giulia Pegolotti and Yanko Todorov and Carlo Sirtori},
journal= {arXiv preprint arXiv:1604.01668},
year = {2016}
}