等离子体波导量子电动力学中的集体光-物质相互作用
拉比振荡表征了波导量子电动力学(WQED)框架中光与物质的杂化现象,其衰减速率反映了激发态阻尼过程。然而当集体发射体与集体波导模式耦合时,该行为仍未被阐明。这一场景揭示了一种概念上全新的“集体光-集体物质”相互作用——当亚波长发射体构成的时域迪克态(TDS)与缓慢离域的表面等离激元模式耦合时,会形成杂化等离极化激元(HPP)。HPP通过动量匹配从TDS获得方向性,同时遵循表面等离激元色散关系呈现等离激元特性。该研究团队获得了描述HPP的拉比振荡与长时间衰减特性,并借此通过正常模式劈裂现象揭示了弱耦合与强耦合机制。通过有限时间李雅普诺夫指数分析,研究人员发现HPP还表现出瞬时衰减行为,并识别出三种衰减阶段:早期快速衰减、瞬态振荡衰减及长期经典衰减。最后通过分析发射光谱,该工作观察到峰对反交叉现象(腔QED系统中亦可见此特征),其源于量子真空效应及WQED中非马尔可夫的HPP演化过程。
量科快讯
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