論文の概要: Anomalous spontaneous emission dynamics at chiral exceptional points
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2204.04931v4
- Date: Sat, 20 Aug 2022 13:59:13 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-17 08:20:34.319453
- Title: Anomalous spontaneous emission dynamics at chiral exceptional points
- Title（参考訳）: キラル例外点における異常自然放出ダイナミクス
- Authors: Yuwei Lu, Yanhui Zhao, Runhua Li, Jingfeng Liu
- Abstract要約: キラルEPを特徴とする微小キャビティ状態の局所密度を解析的に記述した。
EPの非ローレンツ反応による量子エミッタからの異常自然放出ダイナミクスを明らかにする。
我々の研究は、キラルEPに特有のエキゾチックな空洞量子電磁力学を明らかにし、量子レベルでの光-物質相互作用を制御するための扉を開く。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9558392439655011
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: An open quantum system operated at the spectral singularities where
dimensionality reduces, known as exceptional points (EPs), demonstrates
distinguishing behavior from the Hermitian counterpart. Here, we present an
analytical description of local density of states (LDOS) for microcavity
featuring chiral EPs, and unveil the anomalous spontaneous emission dynamics
from a quantum emitter (QE) due to the non-Lorentzian response of EPs.
Specifically, we reveal that a square Lorentzian term of LDOS contributed by
chiral EPs can destructively interfere with the linear Lorentzian profile,
resulting in the null Purcell enhancement to a QE with special transition
frequency, which we call {\it{EP induced transparency}}. While for the case of
constructive interference, the square Lorentzian term can narrow the linewidth
of Rabi splitting even below that of bare components, and thus significantly
suppresses the decay of Rabi oscillation. Interestingly, we further find that
an open microcavity with chiral EPs supports atom-photon bound states for
population trapping and decay suppression in long-time dynamics. As
applications, we demonstrate the advantages of microcavity operated at chiral
EPs in achieving high-fidelity entanglement generation and high-efficiency
single-photon generation. Our work unveils the exotic cavity quantum
electrodynamics unique to chiral EPs, which opens the door for controlling
light-matter interaction at the quantum level through non-Hermiticity, and
holds great potential in building high-performance quantum-optics devices.
- Abstract（参考訳）: 例外点 (EPs) として知られる次元が減少するスペクトル特異点で動く開量子系は、エルミート運動と区別する挙動を示す。
本稿では、キラルEPを特徴とする微小キャビティにおける状態の局所密度(LDOS)の解析的記述と、EPの非ローレンツ応答による量子エミッタ(QE)からの異常自然放出ダイナミクスを明らかにする。
具体的には、キラルなepsに寄与するldoの正方形ローレンツ項が線形ローレンツ型プロファイルに破壊的に干渉し、特別な遷移周波数のqeへのヌルパーセルの強化をもたらすことを明らかにし、これを"it{ep induced transparency}}"と呼ぶ。
構成的干渉の場合、正方形のローレンツ項は素成分よりも下にあるラビの直線幅を狭め、したがってラビ振動の減衰を著しく抑制することができる。
興味深いことに、キラルEPを持つオープンマイクロキャビティは、長期力学における集団トラップと崩壊抑制のために原子-光子結合状態をサポートする。
キラルepsで動作するマイクロキャビティの長所を,高忠実なエンタングルメント生成と高効率単一光子生成に応用できることを実証する。
これは非ヘルミティシティによって量子レベルで光・物質相互作用を制御するための扉を開き、高性能量子光学デバイスを構築する上で大きな可能性を秘めている。
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