量子光驱动增强的多光子电离

纳米与微米尺度光子对源的最新进展,使得量子光-物质相互作用研究进入了传统近似理论(如傍轴近似)失效的新领域。为识别这些领域的量子优势,需要建立一种统一的第一性原理框架,既能处理任意量子光态,又能描述真实材料体系,且不受限制性假设约束。该研究团队提出了一种完全相对论性的非傍轴理论,用于研究量子光驱动的多光子电离过程,该理论同时考虑了光场的完整空间结构、关联特性及材料属性。作为案例研究,研究人员将该理论应用于动量纠缠光子诱导的中性钠原子共振增强多光子电离(REMPI),预测出较相干光高出数个数量级的截面增强效应——这种增强完全源于非傍轴效应,并在傍轴极限下消失。增强效应表现出强烈的通道依赖性,其中奇数次多极跃迁因有利的宇称条件和干涉效应获益最大。该工作指出,这种预测的增强效应可利用现有最先进的光子与原子技术实现,为在高精度电离和光谱实验中开发利用量子光开辟了新途径。

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