损耗物体驱动的远场空间相干性:统一量子光散射与热辐射的第一性原理方法
远场空间相干性决定了散射光与热辐射的干涉特性。传统上,这些现象通过不相交的范式处理:经典散射描述假设冷物体缺乏量子涨落,理想化的量子散射方案忽略耗散,而半经典涨落电动力学则依赖唯象的噪声电流,无法一致地处理入射量子态。在此,该研究基于修正的朗之万噪声形式构建了一个第一性原理框架,以统一量子光的散射与有限耗散物体的本征热辐射。研究表明,出射远场空间相干性可分解为两种几何驱动的机制的代数叠加,这两种机制由辐射-物质相互作用的全局幺正性耦合。第一种机制是弹性散射,它扮演非幺正空间滤波器的角色,模式选择性地衰减并重塑入射量子关联。第二种机制是热辐射,源自局域化的材料耗散,并将物体的吸收剖面投影到远场,从而为宏观范西特-泽尼克定理提供了量子矢量推导。将该框架应用于不同光学体系,该研究确定了有损耗量子光子学的操作边界。在混沌热照明下,该研究解析地证明了平衡态下的热隐身现象,并表明一个被动热沉会投射出与初始发射体几何结构一致的结构化热影。在相干照明下,该研究推导出一个热力学相图,界定了宏观相位关联,展示了亚波长纳米结构相比块状物体经历了显著的相干性退化。最后,在空间纠缠照明下...
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