論文の概要: Dynamic resonance fluorescence in solid-state cavity quantum
electrodynamics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.18776v1
- Date: Tue, 30 May 2023 06:19:17 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-31 17:59:08.927180
- Title: Dynamic resonance fluorescence in solid-state cavity quantum
electrodynamics
- Title（参考訳）: 固体キャビティ量子力学における動的共鳴蛍光
- Authors: Shunfa Liu, Chris Gustin, Hanqing Liu, Xueshi Li, Ying Yu, Haiqiao Ni,
Zhichuan Niu, Stephen Hughes, Xuehua Wang and Jin Liu
- Abstract要約: 本報告では, モロー・トリップレットを越える動的共鳴蛍光スペクトルの直接観測と系統的研究について報告する。
我々の研究は、2レベル系の動的駆動を伴う様々なエキゾチックな光量子状態の生成を促進する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.080301105379762
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: The coherent interaction between a two-level system and electromagnetic
fields serves as a foundation for fundamental quantum physics and modern
photonic quantum technology. A profound example is resonance fluorescence,
where the non-classical photon emission appears in the form of a Mollow-triplet
when a two-level system is continuously driven by a resonant laser. Pushing
resonance fluorescence from a static to dynamic regime by using short optical
pulses generates on-demand emissions of highly coherent single photons. Further
increasing the driving strength in the dynamical regime enables the pursuit of
exotic non-classical light emission in photon number superposition, photon
number entanglement, and photon bundle states. However, the long-sought-after
spectrum beyond the Mollow-triplet, a characteristic of dynamic resonance
fluorescence under strong driving strength, has not been observed yet. Here we
report the direct observation and systematic investigations of dynamic
resonance fluorescence spectra beyond the Mollow-triplet in a solid-state
cavity quantum electrodynamic system. The dynamic resonance fluorescence
spectra with up to five pairs of side peaks, excitation detuning induced
spectral asymmetry, and cavity filtering effect are observed and quantitatively
modeled by a full quantum model with phonon scattering included. Time-resolved
measurements further reveal that the multiple side peaks originate from
interference of the emission associated with different temporal positions of
the excitation pulses. Our work facilitates the generation of a variety of
exotic quantum states of light with dynamic driving of two-level systems.
- Abstract（参考訳）: 2レベルシステムと電磁場の間のコヒーレント相互作用は、基礎量子物理学と現代のフォトニック量子技術の基礎となっている。
共鳴蛍光は、2レベル系が共振レーザーによって連続的に駆動されるとき、非古典的な光子放出がモロー・トリップレットの形で現れる。
短い光パルスを用いて静電状態から動的状態へ励起共鳴蛍光は、高コヒーレントな単一光子のオンデマンド発光を生成する。
力学系の駆動力をさらに増大させることで、光子数重ね合わせ、光子数絡み合い、光子束状態におけるエキゾチックな非古典光放出を追求することができる。
しかし,強い駆動強度下での動的共振蛍光の特性であるモルロー三重項を超える長い後続スペクトルは未だ観測されていない。
本稿では,固体キャビティ量子電磁力学系におけるモルロー三重項を超える動的共鳴蛍光スペクトルの直接観測と系統的研究を行う。
フォノン散乱を含む全量子モデルを用いて、最大5対の側ピークを持つ動的共鳴蛍光スペクトル、励起減衰誘起スペクトル非対称性、キャビティフィルタリング効果を観察し、定量的にモデル化した。
時間分解測定により、多重側ピークは励起パルスの異なる時間的位置に関連する放出の干渉から生じることが明らかとなった。
我々の研究は、2レベル系の動的駆動を伴う様々なエキゾチックな光量子状態の生成を促進する。
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