論文の概要: Fermi's golden rule for spontaneous emission in absorptive and
amplifying media
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2102.13015v2
- Date: Tue, 4 May 2021 11:52:37 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-09 22:40:31.977334
- Title: Fermi's golden rule for spontaneous emission in absorptive and
amplifying media
- Title（参考訳）: 吸収・増幅媒体におけるフェルミの自然放出の黄金律
- Authors: Sebastian Franke, Juanjuan Ren, Marten Richter, Andreas Knorr, Stephen
Hughes
- Abstract要約: 我々は,フェルミの黄金律から導かれるフォトニック自然放出式を吸収性および増幅性媒体で根本的に分解することを示した。
我々はフェルミの黄金律とマスター方程式を修正し、量子ポンプ項と純正の修正崩壊率をもたらす量子二段階系の方程式を導出した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.2399170518036917
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We demonstrate a fundamental breakdown of the photonic spontaneous emission
(SE) formula derived from Fermi's golden rule, in absorptive and amplifying
media, where one assumes the SE rate scales with the local photon density of
states, an approach often used in more complex, semiclassical nanophotonics
simulations. Using a rigorous quantization of the macroscopic Maxwell equations
in the presence of arbitrary linear media, we derive a corrected Fermi's golden
rule and master equation for a quantum two-level system (TLS) that yields a
quantum pumping term and a modified decay rate that is net positive. We show
rigorous numerical results of the temporal dynamics of the TLS for an example
of two coupled microdisk resonators, forming a gain-loss medium, and
demonstrate the clear failure of the commonly adopted formulas based solely on
the local density of states.
- Abstract（参考訳）: 我々は,Fermiの黄金法則から導かれる光子自発放出(SE)式を,状態の局所光子密度に比例してSE速度がスケールすると仮定し,より複雑な半古典的ナノフォトニクスシミュレーションでよく用いられる方法として,吸収性および増幅性のある媒体で示す。
任意の線形媒質の存在下でのマクロ・マックスウェル方程式の厳密な量子化を用いて、量子ポンピング項と純正の修正崩壊率をもたらす量子二段階系(TLS)に対するフェルミの黄金律とマスター方程式を導出した。
2つの結合マイクロディスク共振器の例としてTLSの時間的ダイナミクスの厳密な数値結果を示し、ゲインロス媒質を形成し、状態の局所密度のみに基づいて広く採用されている公式の明確な失敗を示す。
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