光学纳米天线与原子系统的强耦合

当激发在光学纳米天线与邻近原子系统之间反复交换，最终才耗散到环境中时，二者处于强耦合状态。实现强耦合机制仍具挑战性，但其回报同样丰厚。一旦实现，纳米尺度及单光子水平的信号处理等应用将触手可及。本文从不同角度研究了此类混合构型。所考虑的构型由两个相同的原子系统组成，采用二能级近似描述，并与光学纳米天线强耦合。首先，我们探讨了该混合系统何时需要完全的量子描述，并给出了一个简单的解析判据。其次，提出了一种能够实现强耦合机制的纳米天线设计方案。除了生动的演化过程外，强耦合还通过诸如消光光谱等实验可观测量的变化得以证实。研究表明，当混合系统受到弱驱动并运行于量子机制时，其消光光谱会发生显著改变。我们发现，消光光谱对耦合至纳米天线的原子系统数量极为敏感。