論文の概要: Theory of quantum optics and optical coherence in high harmonic generation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.13287v1
- Date: Thu, 17 Apr 2025 18:58:07 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-28 20:27:23.691672
- Title: Theory of quantum optics and optical coherence in high harmonic generation
- Title（参考訳）: 高調波発生における量子光学と光コヒーレンスの理論
- Authors: Philipp Stammer, Javier Rivera-Dean, Maciej Lewenstein,
- Abstract要約: 量子光学と強いレーザー駆動プロセスの交点における光コヒーレンスの概念を導入する。
調和場の2時間強度相関関数の理論を考案する。
本研究では,原子HHGにおける単一,少数,多個のエミッタの相関関数について検討した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Optical coherence encodes information about the correlations of the electromagnetic field. In combination with quantum optical approaches, it allows for the study of the correlations between photons. Since the pioneering papers of Glauber, studies of optical coherence have facilitated many fundamental insights into non-classical signatures of light emission processes, with wide applicability in modern quantum technologies. However, when it comes to the photon up-conversion process of high-order harmonic generation the description has focused on semi-classical methods for decades. In this work, we overcome this limitation and establish a quantum optical theory of field correlations for the process of high harmonic generation (HHG). In effect, we introduce the notion of optical coherence at the intersection of quantum optics and strong laser-driven processes, and obtain the harmonic field correlation functions. In particular, we focus on the first and second order field correlation, which allow to understand the origin of the classical properties of the HHG spectrum, and its departure into the quantum regime. Further, we develop the theory for two-time intensity correlation functions of the harmonic field, and demonstrate the onset of anti-bunching signatures in HHG. We study the correlation functions in the regime of a single, few and many emitters in atomic HHG, showing the transition from quantum to classical signatures in the correlations. Since the theory is generic, it can be extended to multi-time correlation functions of any order, and allows to consider the interaction of light with arbitrary material systems.
- Abstract（参考訳）: 光コヒーレンスは、電磁場の相関関係に関する情報を符号化する。
量子光学的アプローチと組み合わせることで、光子間の相関の研究が可能になる。
グラウバーの先駆的な論文以来、光コヒーレンスの研究は、現代の量子技術に広く適用可能な、発光過程の非古典的シグネチャに関する多くの基本的な洞察を助長してきた。
しかし、高次高調波発生の光子アップコンバージョン過程に関しては、数十年にわたって半古典的手法に重点を置いてきた。
本研究では、この制限を克服し、高調波発生過程(HHG)の場相関の量子光学理論を確立する。
実際、量子光学と強いレーザー駆動プロセスの交点における光コヒーレンスの概念を導入し、調和場相関関数を得る。
特に、HHGスペクトルの古典的性質の起源と量子状態への出発を理解することができる第1次および第2次場の相関に焦点をあてる。
さらに、高調波場の2時間強度相関関数の理論を開発し、HHGにおける反バンチ符号の開始を実証する。
原子HHGの単一, 少数, 多数のエミッタの系における相関関数について検討し, 相関関係における量子から古典的シグネチャへの遷移を示す。
この理論は汎用的であるため、任意の順序の多重時間相関関数に拡張することができ、任意の物質系との光の相互作用を考えることができる。
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