論文の概要: Beam Splitter for Dark and Bright States of Light

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.15059v1
• Date: Tue, 27 Aug 2024 13:44:18 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-28 13:43:53.385285
• Title: Beam Splitter for Dark and Bright States of Light
• Title（参考訳）: 光の暗黒状態と明るい状態のためのビームスプリッタ
• Authors: Luiz O. R. Solak, Celso J. Villas-Boas, Daniel Z. Rossatto,
• Abstract要約: 本稿では,光線を2モードの明暗成分に分離できる新しいビーム分割器を提案する。 本稿では,光学的クロスキャビティシステムと$Lambda$型3レベル原子を共振結合したプロトタイプを提案する。 本研究は光の集合特性を利用したビームスプリッタの新たな応用の道を開くものである。
• 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: Beam splitters are indispensable elements in optical and photonic systems, and are therefore employed in both classical and quantum technologies. Depending on the intended application, these devices can divide incident light according to its power, polarization state, or wavelength. In this work, we theoretically present a novel type of beam splitter capable of separating a light beam into its two-mode bright and dark components. We propose a prototype based on an optical cross-cavity system resonantly coupled to a $\Lambda$-type three-level atom. The dark component of the incoming light is transmitted because the antisymmetric collective mode of the cavity setup is decoupled from the atom. Meanwhile, in a high-cooperativity regime, the bright component is reflected due to Autler-Townes splitting, which arises from the strong coupling between the atom and the symmetric collective mode of the cavity setup. Although the device requires only a two-level atom to operate, using a three-level atom allows the device to be turned on or off by controlling the atomic ground state. Our results pave the way for new applications of beam splitters that leverage the collective properties of light. Manipulating and exploiting this additional degree of freedom can advance the field of quantum optics and contribute to the development of quantum technologies.
• Abstract（参考訳）: ビームスプリッターは光学系およびフォトニック系において必須の要素であり、したがって古典的および量子的技術の両方で用いられている。 意図された用途に応じて、これらのデバイスはそのパワー、偏光状態、波長に応じて入射光を分割することができる。 本研究では,光線を2モードの明暗成分に分離できる新しいタイプのビームスプリッタを理論的に提示する。 本稿では,光学的クロスキャビティシステムと$\Lambda$型3レベル原子を共振結合したプロトタイプを提案する。 キャビティ設定の非対称集合モードが原子から切り離されるため、入射光の暗成分が伝達される。 一方、高協力状態においては、原子とキャビティの対称的な集合モードとの強い結合から生じるオートラー・タウンズ分裂によって明るい成分が反映される。 動作には2レベル原子しか必要としないが、3レベル原子を使用することで、原子基底状態を制御することでデバイスをオン/オフすることができる。 本研究は光の集合特性を利用したビームスプリッタの新たな応用の道を開くものである。 この追加自由度を操作・活用することで、量子光学の分野を前進させ、量子技術の発展に寄与することができる。

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