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科学家实现自发辐射的空间谱控制

 2024/9/16 8:18:31 《最新论文》 作者:科学网 小柯机器人 我有话说(0人评论) 字体大小:+

近日,伊朗基础科学研究所的Reza Asgari与希腊帕特雷大学的Emmanuel Paspalakis等人合作并取得一项新进展。经过不懈努力,他们实现了自发辐射的空间谱控制。相关研究成果已于2024年9月9日在国际知名学术期刊《物理评论A》上发表。

该研究团队提出一种方案,旨在在一个与携带轨道角动量(OAM)的光学涡旋相互作用的四能级原子-光耦合系统中,实现对自发辐射的空间谱控制。该原子包含一个基态和两个激发态,这两个激发态通过两个激光场耦合,形成一个V型子系统,其中上态仅通过两个通道衰变到一个共同的第四态。

通过研究原子的各种初始状态,并考虑自发辐射通道中是否存在量子干涉,研究人员分析了携带OAM的涡旋光束的特性如何影响辐射光谱。

光学涡旋与量子系统(包括其环境模式)之间的相互作用,引发了多种空间谱行为,包括二维光谱峰窄化、光谱峰增强、光谱峰抑制以及空间方位平面上自发辐射的减少或猝灭。这项研究结果揭示了原子与涡旋光束光相互作用的动力学,并为在量子层面上操控辐射特性提供了见解。

附:英文原文

Title: Spatiospectral control of spontaneous emission

Author: Seyyed Hossein Asadpour, Muqaddar Abbas, Hamid R. Hamedi, Julius Ruseckas, Emmanuel Paspalakis, Reza Asgari

Issue&Volume: 2024/09/09

Abstract: We propose a scheme aimed at achieving spatiospectral control over spontaneous emission within a four-level atom-light coupling system interacting with optical vortices carrying orbital angular momentum (OAM). The atom comprises a ground level and two excited states coupled with two laser fields, forming a V subsystem where the upper states exclusively decay to a common fourth state via two channels. By investigating various initial states of the atom and considering the presence or absence of quantum interference in spontaneous emission channels, we analyze how the characteristics of the OAM-carrying vortex beam imprint onto the emission spectrum. The interplay between the optical vortex and the quantum system, including its environment modes, induces a wide variety of spatiospectral behavior, including two-dimensional spectral-peak narrowing, spectral-peak enhancement, spectral-peak suppression, and spontaneous emission reduction or quenching in the spatial azimuthal plane. Our findings shed light on the dynamics of atom–vortex-beam light interactions and offer insights into the manipulation of emission properties at the quantum level.

DOI: 10.1103/PhysRevA.110.033706

Source: https://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.110.033706

来源:科学网 小柯机器人

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