复杂光子环境中相干驱动量子发射体的光子介导相互作用与动力学

近年来,基于电磁自由度迹运算的玻恩-马尔可夫主方程被广泛应用于描述量子发射体阵列中光子介导相互作用产生的量子光学现象。这些建立在发射体谱均匀性、非结构化光子态密度及弱光-物质耦合等假设基础上的有效模型的失效问题,近期也引发了广泛关注。本工作研究了这一成熟理论框架在超越最传统且被广泛研究的自发辐射构型时的准确性。具体而言,该研究团队考察了由两个相干驱动且存在失谐的量子发射体组成的系统,该系统嵌入由金属纳米棒与高折射率介电微腔构成的混合光子-等离激元腔体中。该结构中的局域光子态密度呈现复杂的频率依赖性,为探索超出上述假设的光子介导相互作用提供了理想平台。研究人员通过基于宏观场量子化理论的精确计算作为基准,评估了该建模方法对发射体对量子动力学描述的准确性,从而在高度结构化和色散的光子环境中对其有效性进行了示范性评价。分析揭示了激光驱动和频分裂的四种不同参数区间,这些区间会导致有效模型的准确度呈现显著差异。

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