多模光波导中钟原子的超辐射与亚辐射
量子物理
2019-03-01 v1
摘要
光纤中横向受限的传播模式在其场内的原子间介导了几乎无穷范围的能量交换，这叠加于固有的自由空间偶极-偶极耦合之上。通常，单原子自由空间衰变速率远大于进入导波光纤模式的发射速率。然而，增加原子数与系统尺寸会进入集体发射 regime，其中光纤诱导的超辐射自发发射主导自由空间衰变。我们数值研究了如空芯光纤中存在的单或数个横向光纤模式下高激发原子态的这种超辐射与亚辐射衰变。作为特定激发场景，我们将完全反转态的衰变与横向或沿光纤轴施加的 Pi/2 脉冲（如标准 Ramsey 或 Rabi 干涉测量中）情形进行比较。平均场方法无法正确描述超辐射的起始，而考虑成对原子-原子量子关联的一阶近似（原文为二阶近似，即 second-order approximation）通常足以可靠描述从两个到数百粒子的系综超辐射。相比之下，完整刻画亚辐射需纳入所有高阶量子关联。考虑多导模因不同光纤贡献的去相位而引入了相互作用范围的自然有效截断。
引用
@article{arxiv.1811.05851,
title = {Super- and subradiance of clock atoms in multimode optical waveguides},
author = {Laurin Ostermann and Clement Meignant and Claudiu Genes and Helmut Ritsch},
journal= {arXiv preprint arXiv:1811.05851},
year = {2019}
}
备注
17 pages, 7 figures