量子科技中心_量科网

超辐射是合作量子发射的标志性现象，其中辐射衰减通过发射体间的相干性得到集体增强。本研究将超辐射效应拓展至多能级原子的光子对生成过程，双光子过程为新型量子光源开辟了路径，也为实际超辐射研究提供了典型案例。研究团队在1毫米长的高密度铯蒸气室中，通过自发四波混频实现了高亮度预示单光子超辐射。当将原子蒸气中原子间平均距离压缩至闲频光子波长的0.29倍时，研究人员观测到双光子时间波函数的显著窄化。这种时间波函数的压缩现象证明了集体双光子发射动力学中预示光子的超辐射特性。此外，该研究实现的预示单光子超辐射具有200:1的符合-偶然计数比，探测到的光子对计数率超过每秒10^6对。这些发现确立了致密薄原子蒸气作为实现超辐射光子源的实用、稳健介质，对量子光学和高效光子量子技术发展具有直接意义。