基于 Lorentz 核近似的单光子干涉：离子阱中的微腔夸克

已广泛研究单色子在等离子体纳米腔中的稳态谱，涉及各种腔体几何和电偶子配置。关于单光子由激发电偶子在纳米腔近场场中创建的相干动力学了解得较少。我们通过开发 Lorentz 核近似来弥补这一差距，该近似求解描述单个电偶子-光子动力学的时依赖 Schrodinger 方程。我们的做法通过非马克奇纳记忆核对纳米腔场的宽带特性进行编码，该记忆核源自宏观 QED 理论。对于靠近金属纳米球的二维电偶子，我们显示在强耦合下，频率空间中的单光子概率密度从初始的局部化源（位于夸克频率）演化为 Rabi 双峰，其演化时间由核谱决定。这一动力学的十字跨越伴随着频率和时间中的单光子干涉图样的形成，这些干涉图样以约 $100$-$150$ fs 的时间尺度传播，受限于核谱的形状，这一时间尺度可被 ultrafast 光谱仪探测。我们还展示了通过使用带有可变光谱带宽的相位脉冲驱动纳米腔场，可以操控耦合系统的稳态谱。使用窄于核谱光谱的单光子脉冲，可有效消除支持强耦合的系统中的 Rabi 分裂。讨论了本结果对其他电偶子-纳米腔配置的适用性，并提出了纳米腔的一般强耦合准则。