論文の概要: Single-photon scattering in giant-atom topological-waveguide-QED systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.14178v1
- Date: Mon, 26 Aug 2024 10:57:23 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-27 14:13:24.832282
- Title: Single-photon scattering in giant-atom topological-waveguide-QED systems
- Title（参考訳）: 巨大原子トポロジカル導波路-QED系における単一光子散乱
- Authors: Hai Zhu, Xian-Li Yin, Jie-Qiao Liao,
- Abstract要約: 本研究では,Su-Schrieffer-Heeger(SSH)導波路中の単一光子散乱を2つの2レベル巨大原子に結合させた。
SSH導波路内の1つの光子は、適切な結合構成を選択することで、完全に反射あるいは伝達することができる。
この研究は、巨大原子トポロジカル導波路-QED系に基づく制御可能な単一光子デバイスの開発を促す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.2479554210753663
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The giant-atom topological-waveguide-QED systems have recently emerged as a promising platform for manipulating light-matter interactions. The combination of the multiple-point couplings and topological phase effect could lead to rich physical phenomena and effects. Here, we study single-photon scattering in a Su-Schrieffer-Heeger (SSH) waveguide coupled to either one or two two-level giant atoms. We assume that each giant atom is coupled to the waveguide via two coupling points, and hence there exist four and sixteen coupling configurations for the single-giant-atom case and two-giant-atom separate coupling case, respectively. By solving the single-photon scattering problem in the real space, we obtain the exact expressions of the single-photon scattering amplitudes. It is found that a single photon in the SSH waveguide can be completely reflected or transmitted by choosing proper coupling configurations, coupling-point distances, atomic resonance frequency, and dimerization parameter. In addition, under proper parameter conditions, the scattering spectra are periodically modulated by the coupling-point distances. We also find that the collective behavior of the two giant atoms can be adjusted by quantum interference effect and topological effect, and that the single-photon scattering spectra can exhibit the Lorentzian, super-Gaussian, electromagnetically induced transparency-like, and asymmetric Fano line shapes for some coupling configurations. This work will inspire the development of controllable single-photon devices based on the giant-atom topological-waveguide-QED systems.
- Abstract（参考訳）: 巨大-原子トポロジカル-導波管-QED系は、最近、光-物質相互作用を操作するための有望なプラットフォームとして登場した。
多重点結合と位相位相効果の組み合わせは、リッチな物理現象や効果をもたらす可能性がある。
ここでは,Su-Schrieffer-Heeger(SSH)導波路内の単一光子散乱を2つの2つの巨大原子に結合させる。
それぞれの巨大原子が2つの結合点を介して導波路に結合していると仮定し、それぞれ1つの原子対と2つの原子対の結合点に対して4と16の結合配置が存在すると仮定する。
実空間における単光子散乱問題を解くことにより、単光子散乱振幅の正確な式を得る。
SSH導波管内の1つの光子は、適切な結合配置、カップリング点距離、原子共鳴周波数、および二量化パラメータを選択することにより、完全に反射または伝達することができる。
また、適切なパラメータ条件下では、散乱スペクトルは結合点距離によって周期的に変調される。
また、2つの巨大原子の集団的挙動は量子干渉効果とトポロジカル効果によって調整でき、単一光子散乱スペクトルはローレンツ、超ガウス、電磁誘導透過性、非対称ファノ線形状を示すことができる。
この研究は、巨大原子トポロジカル導波路-QED系に基づく制御可能な単一光子デバイスの開発を促す。
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