实验挑战与量子增强能量转换前景:与偏振非相干辐射相互作用的V型三能级系统中的稳态法诺相干性

量子相干性为能量转换技术提供了潜在机遇。该特性通过影响光吸收与发射过程,能够改变能量转换的极限与效率。因此,量子相干性正被应用于提升量子热机、光电池及仿光合作用平台的性能。其中,法诺相干性的产生尤其引人关注——这种量子相干性源于量子系统与非相干过程中连续模式间的相互作用。该研究团队旨在通过数学方法证明:在V型三能级量子系统中,无需使激发态能级差趋近于零,仅需利用偏振非相干辐射即可实现稳态法诺相干性。研究人员通过从第一性原理出发对非相干辐射进行量子化,推导出布洛赫-雷德菲尔德方程展开分析。通过研究系统的约化动力学行为,团队确定了法诺相干性的寿命及其达到稳态的条件,并定量表征了从弱泵浦到强泵浦不同动态区间内稳态法诺相干性的幅值。针对每个动态区间,研究人员系统分析了非相干泵浦强度与激发态能级分裂对法诺相干性生成的影响,同时评估了对称与非对称衰变速率对相干性获取的调控作用。这些发现表明:偏振非相干光驱动的三能级量子系统可成为相干辅助能量转换与存储的稳健载体。最后,该工作探讨了利用铷原子系综实现该模型所面临的实验挑战。

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提交arXiv: 2026-02-12 08:21

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