基于波导量子电动力学中二维Λ型原子阵列的光子库工程

Λ型原子系统中的电磁诱导透明(EIT)现象是高保真量子存储和非线性光学等量子技术的基石,但传统构型存在固有局限。标准的一维原子链与波导耦合结构仅允许单个明亮超辐射通道,而亚辐射模式难以有效激发,这制约了对集体辐射行为和暗态路径的调控,导致非弹性散射过程降低存储保真度并削弱非线性光子生成效率。本研究提出两种与光子晶体波导耦合的二维原子晶格构型——锯齿形和正交结构。锯齿形模型中,人工设计的集体超辐射与亚辐射模式可产生平坦化EIT窗口,既能拓宽传输带宽,又可抑制有害散射从而提升量子存储保真度;正交结构模型在相同Γ1D、Ωc和探测光强条件下,其四波混频(FWM)强度较传统一维Λ型EIT链增强达六个数量级,且闲频光子形成局域化的明确定义光谱模式。这些发现为按需光子生成、高保真量子存储及增强非线性光学过程提供了多功能的结构化光子库工程设计路径。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-01-02 09:40

量科快讯