論文の概要: Selective collective emission from a dense atomic ensemble coupled to a nanophotonic resonator

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.05664v2
• Date: Wed, 10 Sep 2025 18:27:23 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-12 13:52:32.682325
• Title: Selective collective emission from a dense atomic ensemble coupled to a nanophotonic resonator
• Title（参考訳）: ナノフォトニック共振器に結合した高密度原子アンサンブルからの選択的集団放出
• Authors: Xinchao Zhou, Deepak A. Suresh, F. Robicheaux, Chen-Lung Hung,
• Abstract要約: 我々は、ナノフォトニックマイクロリング共振器において、単一モードに結合した高密度原子アンサンブルの集合放出を実験的に理論的に研究した。 多くの低温原子が小さな体積で局在するため、これらの閉じ込められた原子は、誘導共振器モードだけでなく、自由空間の非誘導モードにも一括して結合する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We experimentally and theoretically study collective emission of a dense atomic ensemble coupled to a single mode in a nanophotonic microring resonator. Because many cold atoms are localized in a small volume, these trapped atoms collectively couple not only to the guided resonator mode but also to the nonguided modes in free space. Through tuning the atom-photon coupling and by adjusting the number of trapped atoms, we demonstrate superradiant emission to the microring resonator. For photon emission via the nonguided modes, our study reveals signatures of subradiance and superradiance when the system is driven to the steady state and to the timed-Dicke state, respectively. Our experimental platform thus presents the first atom-light interface with selective collective emission behavior into a guided mode and the environment. Our observation and methodology could shed light on future explorations of collective emission with densely packed quantum emitters coupled to nanophotonic light-matter interfaces.
• Abstract（参考訳）: 我々は、ナノフォトニックマイクロリング共振器において、単一モードに結合した高密度原子アンサンブルの集合放出を実験的に理論的に研究した。 多くの低温原子が小さな体積で局在するため、これらの閉じ込められた原子は、誘導共振器モードだけでなく、自由空間の非誘導モードにも一括して結合する。 原子-光子結合をチューニングし、閉じ込められた原子の数を調整することにより、マイクロリング共振器に超放射能放出を示す。 本研究は,非誘導モードによる光子放出について,定常状態に駆動されたときのサブ放射と超放射のシグネチャを明らかにする。 実験プラットフォームでは,選択的な集合発光挙動を持つ最初の原子-光界面を誘導モードと環境に提示する。 我々の観測と方法論は、高密度に充填された量子エミッタとナノフォトニック光物質界面を結合した集合放出の将来の探査に光を当てることができた。

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