論文の概要: Optical-cavity mode squeezing by free electrons

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.12212v2
• Date: Thu, 4 Aug 2022 14:43:46 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-08 04:29:53.285165
• Title: Optical-cavity mode squeezing by free electrons
• Title（参考訳）: 自由電子による光共振モードスクイーズ
• Authors: Valerio Di Giulio and F. Javier Garc\'ia de Abajo
• Abstract要約: 電子-キャビティ相互作用に対する思慮的な寄与は、実際にはより一般的な光学状態の集合を作り出すことができることを示す。 我々の研究は、量子情報および光学応用のための非自明な量子空洞状態の生成に対する破壊的なアプローチを導入している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
• Abstract: The generation of nonclassical light states bears a paramount importance in quantum optics and is largely relying on the interaction between intense laser pulses and nonlinear media. Recently, electron beams, such as those used in ultrafast electron microscopy to retrieve information from a specimen, have been proposed as a tool to manipulate both bright and dark confined optical excitations, inducing semiclassical states of light that range from coherent to thermal mixtures. Here, we show that the ponderomotive contribution to the electron-cavity interaction, which we argue to be significant for low-energy electrons subject to strongly confined near-fields, can actually create a more general set of optical states, including coherent and squeezed states. The post-interaction electron spectrum further reveals signatures of the nontrivial role played by $A^2$ terms in the light-matter coupling Hamiltonian, particularly when the cavity is previously excited by either chaotic or coherent illumination. Our work introduces a disruptive approach to the creation of nontrivial quantum cavity states for quantum information and optics applications, while it suggests unexplored possibilities for electron beam shaping.
• Abstract（参考訳）: 非古典的光状態の生成は量子光学において最重要であり、強いレーザーパルスと非線形媒体の相互作用に大きく依存している。 近年、試料から情報を取得するために超高速電子顕微鏡で用いられる電子ビームは、明るく暗く制限された光励起を操り、コヒーレントから熱混合物までの半古典的な光状態を引き起こすツールとして提案されている。 ここでは、強く閉じ込められた近接場に属する低エネルギー電子にとって重要な電子-キャビティ相互作用への思慮的な寄与が、コヒーレント状態や圧縮状態を含むより一般的な光学状態の集合を実際に生成できることを示す。 相互作用後の電子スペクトルは、光-物質結合ハミルトニアンにおいて$A^2$項で表される非自明な役割のシグネチャをさらに明らかにする。 我々の研究は、量子情報および光学応用のための非自明な量子空洞状態の生成に破壊的アプローチを導入するが、電子ビーム形成の未開拓の可能性も示唆する。

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