論文の概要: Close encounters between periodic light and periodic arrays of quantum emitters

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.00797v1
• Date: Fri, 01 Aug 2025 17:24:07 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-04 18:08:53.97207
• Title: Close encounters between periodic light and periodic arrays of quantum emitters
• Title（参考訳）: 周期的な光と量子エミッタの周期的な配列の近接遭遇
• Authors: Frieder Lindel, Carlos J. Sánchez Martínez, Johannes Feist, Francisco J. García-Vidal,
• Abstract要約: 本稿では, 微視的量子電磁力学に基づく準曲面共鳴のための初期数モード量子化手法を提案する。 結晶性偏光子間の相互作用は、絡み合った光子対の効率的かつ指向的な生成に繋がることを示した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Periodically structured surfaces (metasurfaces), i.e., periodic light, have evolved as a powerful tool for manipulating electromagnetic fields both in classical and quantum regimes. However, no general approach for quantizing the electromagnetic fields and treating quantum light-matter interactions in such structures exists. Here, we construct an ab initio few-mode quantization scheme for metasurface resonances based on macroscopic quantum electrodynamics. We use our approach to propose a framework for strong light-matter coupling in which collective excitations of periodic arrays of quantum emitters are strongly coupled to the light modes supported by the metasurface, leading to the formation of crystal polaritons. As a proof-of-principle example of their potential, we show that interactions between crystal polaritons can lead to an efficient and directional generation of entangled photon pairs.
• Abstract（参考訳）: 周期的に構造化された表面(膜表面)、すなわち周期的な光は、古典的および量子的状態の両方において電磁場を操作する強力なツールとして進化してきた。 しかし、電磁場を量子化し、そのような構造における量子光-物質相互作用を扱うための一般的なアプローチは存在しない。 そこで我々は, 微視的量子電磁力学に基づく, 準曲面共鳴のための初期数モード量子化手法を構築した。 本稿では, 量子エミッタの周期配列の集合励起を準曲面が支持する光モードに強く結合し, 結晶偏光子の形成につながる強い光物質結合の枠組みを提案する。 そのポテンシャルの実証的な例として、結晶分極間の相互作用が、絡み合った光子対の効率的かつ指向的な生成に繋がることを示した。

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