基于连续域束缚态超表面的扩展二维量子阵列中的迪克超辐射现象

迪克超辐射是一种集体现象,量子发射体阵列的协同作用会使其辐射强度远超各发射体独立辐射的总和。本研究提出了一种利用介电超表面支持的高Q值非局域模式(即连续域束缚态,BIC)的离域特性,在空间分离的二维量子发射体阵列中诱导超辐射行为的平台。研究证明,这种BIC介导的发射体相互作用可跨越数个波长距离,突破了自由空间中发射体必须亚波长间隔的传统限制。通过β因子量化分析发现,只要发射体与BIC模式的耦合效率足够高,该系统即可达到理想化的迪克极限。研究还通过分析实际实验缺陷对其影响,验证了该方案的实验可行性。该工作确立了支持BIC的光学超表面作为一种物理可实现平台,能在空间扩展的量子发射体阵列中达成协作辐射的理论极限。

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提交arXiv: 2026-02-04 14:57

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