二维波导量子电动力学中的光子散射:量子古斯-汉欣位移

波导中与传播光子耦合的量子发射体(称为波导量子电动力学,WQED)为理解光与物质相互作用及支撑新兴量子技术提供了强大平台。尽管一维WQED已被广泛研究,但二维WQED领域仍基本未被探索——该领域预期会出现更高维度特有的新型光子散射现象。本研究基于格林函数方法提出了二维WQED的完备散射理论。研究人员发现,发射光子与注入光子之间的平均位移可作为量子版古斯-汉欣位移的模拟量。当光子从单个偏心端口注入时,在亚辐射态共振条件下,这种量子古斯-汉欣(QGH)位移可通过反向散射获得增强;而当光子从中心端口注入时,由于结构镜像对称性不会产生QGH位移。但若采用具有横向动量的多端口注入方案,QGH位移会重新出现并与相位对横向动量的导数成正比。与经典古斯-汉欣位移不同,这些效应可通过注入光子频率进行灵活调控。该工作为探索和操控复杂WQED网络中的光子散射提供了普适性框架。
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作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2025-10-22 04:31

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