論文の概要: Tunable directional emission and collective dissipation with quantum metasurfaces

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.00485v2
• Date: Wed, 23 Mar 2022 07:29:16 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-23 20:43:46.766530
• Title: Tunable directional emission and collective dissipation with quantum metasurfaces
• Title（参考訳）: 量子準曲面による可変方向放出と集団散逸
• Authors: David Fern\'andez-Fern\'andez, Alejandro Gonz\'alez-Tudela
• Abstract要約: サブラジアント励起は、非常に長い寿命で原子配列を通して伝播する。 これらの励起を利用して、調整可能な指向性発光パターンを得ることができることを実証する。 また、これらの配向放出パターンが集合的異方性散逸結合にどのように変換するかをベンチマークする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 62.997667081978825
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Subwavelength atomic arrays, recently labeled as quantum metamaterials, have emerged as an exciting platform for obtaining novel quantum optical phenomena. The strong interference effects in these systems generate subradiant excitations that propagate through the atomic array with very long lifetimes. Here, we demonstrate that one can harness these excitations to obtain tunable directional emission patterns and collective dissipative couplings when placing judiciously additional atoms nearby the atomic array. For doing that, we first characterize the optimal array geometry to obtain directional emission patterns. Then, we characterize the best atomic positions to couple efficiently to the subradiant metasurface excitations, and provide several improvement strategies based on entangled atomic clusters or bilayers. Afterwards, we also show how the directionality of the emission pattern can be controlled through the relative dipole orientation between the auxiliary atoms and the one of the array. Finally, we benchmark how these directional emission patterns translate into to collective, anisotropic dissipative couplings between the auxiliary atoms by studying the lifetime modification of atomic entangled states.
• Abstract（参考訳）: 最近量子メタマテリアルと呼ばれるサブ波長原子配列が、新しい量子光学現象を得るためのエキサイティングなプラットフォームとして登場した。 これらの系の強い干渉効果は、非常に長い寿命で原子配列を伝播する亜ラジアン励起を生成する。 ここでは, これらの励起を利用して, 原子配列近傍に追加の原子を配置する際に, 調整可能な指向性放出パターンと集合散逸結合が得られることを示す。 そこで我々はまず,指向性発光パターンを得るための最適アレイ形状を特徴付ける。 次に, サブラジアントメタ表面励起に効率的に結合する最善の原子位置を特徴付け, 絡み合った原子クラスターや二重層に基づくいくつかの改良戦略を提供する。 その後、補助原子とアレイの相対双極子配向により、放射パターンの方向が制御可能であることを示す。 最後に、これらの配向放出パターンが、原子交絡状態の寿命変化を研究することによって、補助原子間の集合的異方性散逸結合にどのように変換するかをベンチマークする。

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