論文の概要: Propagating single photons from an open cavity: Description from universal quantization

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.04517v2
• Date: Wed, 28 Jun 2023 17:00:32 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-06-29 18:40:42.046850
• Title: Propagating single photons from an open cavity: Description from universal quantization
• Title（参考訳）: 開空洞から単一光子を伝播する:普遍量子化による記述
• Authors: Astghik Saharyan, Benjamin Rousseaux, Zsolt Kis, Sergiy Stryzhenko and St\'ephane Gu\'erin
• Abstract要約: 量子光学は、初期の実験で高品質な空洞から漏れモードを含む新しい空洞の設計へと進化してきた。 我々は異なるアプローチをとり、元の真モード表現から派生した内面表現を定義する。 本稿では, 単一光子生成のための原子空洞非共振方式を提案し, 出力する単一光子を時間および周波数領域で厳密に解析する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Over the last decades, quantum optics has evolved from high quality factor cavities in the early experiments toward new cavity designs involving leaky modes. Despite very reliable models, in the concepts of cavity quantum electrodynamics, photon leakage is most of the time treated phenomenologically. Here, we take a different approach, and starting from first principles, we define an inside-outside representation which is derived from the original true-mode representation, in which one can determine effective Hamiltonian and Poynting vector. Contrary to the phenomenological model, they allow a full description of a leaking single photon produced in the cavity and propagating in free space. This is applied for a laser-driven atom-cavity system. In addition, we propose an atom-cavity non-resonant scheme for single photon generation, and we rigorously analyze the outgoing single photon in time and frequency domains for different coupling regimes. Finally, we introduce a particular coupling regime ensuring adiabatic elimination for which the pulse shape of the outgoing single photon is tailored using a specifically designed driving field envelope.
• Abstract（参考訳）: 過去数十年間、量子光学は、初期の実験における高品質な因子キャビティから、リークモードを含む新しいキャビティ設計へと進化してきた。 非常に信頼できるモデルにもかかわらず、キャビティ量子電磁力学の概念では、光子漏れは現象学的にほとんどの時間を扱う。 ここで、異なるアプローチをとり、最初の原理から始めて、元の真のモード表現から派生した内側の表現を定義し、それによって効果的なハミルトニアンとポインティングベクトルを決定できる。 現象学モデルとは対照的に、空洞で発生し、自由空間で伝播する単一の光子の完全な記述が可能である。 これはレーザー駆動の原子キャビティシステムに適用される。 さらに, 単一光子生成のための原子空洞非共振方式を提案し, 結合状態の異なる単一光子を時間および周波数領域で厳密に解析する。 最後に, 単一光子のパルス形状を専用に設計した駆動場エンベロープを用いて調整した断熱除去を実現する特定の結合構造を導入する。

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