論文の概要: Single-photon scattering in giant-atom waveguide systems with chiral
coupling
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.01592v1
- Date: Wed, 3 Jan 2024 07:54:27 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-01-04 14:44:41.368941
- Title: Single-photon scattering in giant-atom waveguide systems with chiral
coupling
- Title(参考訳): キラルカップリングを持つ巨大原子導波路系の単一光子散乱
- Authors: Shu-Yu Li, Ze-Quan Zhang, Lei Du, Yong Li, and Huaizhi Wu
- Abstract要約: 複数の接続点における1次元導波路に熱力学的に結合した巨大原子の単一光子散乱スペクトルについて検討した。
伝送スペクトルは典型的には非ゼロ最小の反ローレンツ的ラインシェープを持つことを示す。
完全な非相互光子散乱は、内部原子の自然放出と導波路の冷間外崩壊との相互作用によって達成できる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 5.482382662576134
- License: http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
- Abstract: We study single-photon scattering spectra of a giant atom chirally coupled to
a one-dimensional waveguide at multiple connection points, and examine
chirality induced effects in the scattering spectra by engineering the
chirality of the coupling strengths. We show that the transmission spectra
typically possess an anti-Lorentzian lineshape with a nonzero minimum, but when
the chirality satisfies some specific conditions independent of the number of
coupling points, the transmission spectrum of an incident photon can undergo a
transition from complete transmission to total reflection at multiple frequency
``windows'', the width of which can be flexibly tuned in situ by engineering
the coupling strengths of a certain disordered coupling point. Moreover, we
show that a perfect nonreciprocal photon scattering can be achieved due to the
interplay between internal atomic spontaneous emission and the chirally
external decay to the waveguide, in contrast to that induced by the
non-Markovian retardation effect. We also consider the non-Markovian
retardation effect on the scattering spectra, which allows for a photonic band
gap even with only two chiral coupling points. The giant-atom-waveguide system
with chiral coupling is a promising candidate for realizing single-photon
routers with multiple channels.
- Abstract(参考訳): 複数の接続点において1次元導波路に結合した巨大原子の単一光子散乱スペクトルを調べ、結合強度のキラリティーを工学的に設計し、散乱スペクトルにおけるキラリティーによる効果について検討した。
伝送スペクトルは、通常、非ローレンツ最小の反ローレンツ線形形状を持つが、キラリティーが結合点数に依存しない特定の条件を満たすと、入射光子の透過スペクトルは、完全透過から多重周波数 '`windows'' における全反射へ遷移し、ある不規則結合点の結合強度を工学的に調節することで、その幅を柔軟に調整できることを示す。
さらに, 内部原子自発発光と導波路外減衰との相互作用によって, 非マルコフ遅延効果によって引き起こされるものとは対照的に, 完全な非相反光子散乱が達成できることを示した。
また, 散乱スペクトルに対する非マルコフ遅延効果も考慮し, 2点のキラル結合点でもフォトニックバンドギャップが可能となる。
キラル結合を持つ巨大原子導波路系は、複数のチャネルを持つ単一光子ルータの実現に有望な候補である。
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