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热光工程是一个极具研究价值和潜力的领域。该团队在一维光子晶体中研究了以二能级原子为活性介质的量子光-物质相互作用，取代了传统黑体模型中的经典振子。在具有泵浦的热浴环境中，这些原子通过与光子模式的相互作用来调控热辐射。采用量子二能级系统的模型实现了自发辐射、受激吸收和受激辐射过程。平衡与非平衡状态取决于泵浦速率与热弛豫速率的竞争关系，强光-物质相互作用和光子衰变共同决定了动力学过程与稳态特性。 在热弛豫速率较高的平衡态下，光子数最初由自发辐射决定，随后受光-物质相互作用强度影响，通过受激吸收达到稳定。带隙内光子达到稳态的时间尺度比带隙外光子长1-2个数量级。值得注意的是，当光-物质相互作用较强时，平衡态下所有光子（无论频率是否处于带隙内）均呈现普朗克辐射特征。带隙对热辐射的抑制作用在光-物质相互作用较弱或光子衰变较大时更为显著。 在非平衡态下，由于强泵浦和受激过程，光子数动力学表现出多时间尺度向稳态过渡的特性。二能级原子的稳态电子布居偏离费米-狄拉克分布，稳态光子数呈现超普朗克辐射。这些发现实现了对热辐射光谱的量子调控，对降低量子计算中的热噪声或增强辐射制冷具有重要应用价值。