論文の概要: Green's function approach to interacting lattice polaritons and optical nonlinearities in subwavelength arrays of quantum emitters
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.10387v1
- Date: Fri, 14 Jun 2024 19:32:13 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-19 00:42:24.893541
- Title: Green's function approach to interacting lattice polaritons and optical nonlinearities in subwavelength arrays of quantum emitters
- Title（参考訳）: 量子エミッタのサブ波長アレイにおける相互作用格子偏光子と光非線形性へのグリーン関数アプローチ
- Authors: Simon Panyella Pedersen, Georg M. Bruun, Thomas Pohl,
- Abstract要約: 量子エミッタのサブ波長アレイは、コヒーレント光マッターに対する効率的な自由空間アプローチを提供する。
非線形過程の解析的な研究を可能にする図式グリーン関数法について述べる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.08192907805418582
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Sub-wavelength arrays of quantum emitters offer an efficient free-space approach to coherent light-matter interfacing, using ultracold atoms or two-dimensional solid-state quantum materials. The combination of collectively suppressed photon-losses and emerging optical nonlinearities due to strong photon-coupling to mesoscopic numbers of emitters holds promise for generating nonclassical light and engineering effective interactions between freely propagating photons. While most studies have thus far relied on numerical simulations, we describe here a diagrammatic Green's function approach that permits analytical investigations of nonlinear processes. We illustrate the method by deriving a simple expression for the scattering matrix that describes photon-photon interactions in an extended two-dimensional array of quantum emitters, and reproduces the results of numerical simulations of coherently driven arrays. The approach yields intuitive insights into the nonlinear response of the system and offers a promising framework for a systematic development of a theory for interacting photons and many-body effects on collective radiance in two-dimensional arrays of quantum emitters.
- Abstract（参考訳）: サブ波長の量子エミッタアレイは、超低温原子または二次元固体量子材料を用いて、コヒーレントな光マター対面に対する効率的な自由空間アプローチを提供する。
メソスコピックなエミッタ数に対する強い光子カップリングによる光子損失と出現する光非線形性の組み合わせは、非古典的な光の生成と自由な伝播光子間の工学的相互作用を約束する。
これまでのほとんどの研究は数値シミュレーションに頼っているが、非線形過程の解析的な研究を可能にする図式グリーンの関数アプローチについて説明する。
本稿では,2次元の量子エミッタアレイにおける光子-光子相互作用を記述する散乱行列の簡単な式を導出し,コヒーレントに駆動されたアレイの数値シミュレーションの結果を再現する。
このアプローチはシステムの非線形応答に対する直感的な洞察を与え、量子エミッタの2次元配列における相互作用光子の理論と多体効果の体系的発展のための有望な枠組みを提供する。
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