論文の概要: Propagation of intense squeezed vacuum light in non-linear media

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.19608v1
• Date: Tue, 23 Sep 2025 21:55:34 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-02 17:26:31.310804
• Title: Propagation of intense squeezed vacuum light in non-linear media
• Title（参考訳）: 非線型媒質中における強励起真空光の伝播
• Authors: J. Rivera-Dean, D. Kanti, P. Stammer, N. Tsatrafyllis, M. Lewenstein, P. Tzallas,
• Abstract要約: 本稿では,高調波発生を非線形可観測性として用いた,ガス媒体の伝搬を考慮した完全定量化フレームワークを提案する。 赤外線光子損失, 原子基底状態の劣化, 原子イオン化は, 媒質の伝播長を著しく制限するデコヒーレンス効果を誘導する。 我々の研究は、強磁場物理学、非線形光学、超高速科学におけるBSVの今後の研究の基礎を築き、物質の全ての状態におけるBSVの伝播を探求するための基盤を確立した。
• 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: Recent developments in quantum light engineering have enabled the use of infrared bright squeezed vacuum (BSV) femtosecond pulses in highly nonlinear optics, particularly strong-field physics and high-harmonic generation. However, theoretical studies were focused on interactions with single-atoms only, neglecting that under realistic conditions light propagates through the media. This raises two key questions: How does BSV propagates in strongly light-driven nonlinear media, and under what conditions it can generate observable nonlinear signals? We address these questions by introducing a fully quantized framework that accounts for the propagation in gas media using high-harmonic generation as a nonlinear observable. We found that the infrared photon losses, atomic ground-state depletion and atomic ionization, induce decoherence effects which significantly limit the propagation length in the medium, and reduce the harmonic yield by more than two orders of magnitude compared to that produced by coherent laser light. Nevertheless, we establish the conditions under which BSV generated harmonics can be detected. Our results lay the foundation for future studies of BSV in strong-field physics, nonlinear optics, and ultrafast science, and establish a basis for exploring its propagation in all states of matter.
• Abstract（参考訳）: 近年の量子光工学の発展により、高非線形光学、特に強磁場物理学と高調波発生における赤外線励起真空(BSV)フェムト秒パルスの使用が可能となった。 しかし、理論的な研究は単原子との相互作用のみに焦点を当て、現実的な条件下では光が媒体を通して伝播することを無視した。 これにより、BSVは強い光駆動の非線形媒体でどのように伝播し、どんな条件で観測可能な非線形信号を生成するのかという2つの重要な疑問が持ち上がる。 我々は,高調波発生を非線形可観測性として用いた,ガス媒体の伝搬を考慮した完全定量化フレームワークを導入することにより,これらの課題に対処する。 その結果, 赤外線光子損失, 原子基底状態の劣化, 原子イオン化は, 媒質中の伝播長を著しく制限する脱コヒーレンス効果を誘導し, 共ヒーレントレーザー光よりも2桁以上の高調波収率を減少させることがわかった。 それでも我々は,BSVが生成する高調波を検出する条件を確立する。 我々の研究は、強磁場物理学、非線形光学、超高速科学におけるBSVの今後の研究の基礎を築き、物質の全ての状態におけるBSVの伝播を探求するための基盤を確立した。

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