論文の概要: Photonic scattering in 2D waveguide QED: Quantum Goos-Hänchen shift
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.19230v1
- Date: Wed, 22 Oct 2025 04:31:56 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-25 03:08:15.120651
- Title: Photonic scattering in 2D waveguide QED: Quantum Goos-Hänchen shift
- Title（参考訳）: 2次元導波路QEDにおける光散乱:量子グース・ヘンチェンシフト
- Authors: Yongguan Ke, Zhenzhi Peng, Muhib Ullah, Chaohong Lee,
- Abstract要約: 導波路における移動光子に結合した量子エミッタ(WQED)は、光-物質相互作用を理解するための強力なプラットフォームを提供する。
本稿ではグリーン関数法に基づく2次元WQEDの包括的散乱理論を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum emitters coupled to traveling photons in waveguides, known as waveguide quantum electrodynamics (WQED), offer a powerful platform for understanding light-matter interactions and underpinning emergent quantum technologies. While WQED has been extensively studied in one dimension, two-dimensional (2D) WQED remains largely unexplored, where novel photonic scattering phenomena unique to higher dimensions are expected. Here, we present a comprehensive scattering theory for 2D WQED based on the Green function method. We show that the mean displacement between emitted and injected photons serves as a quantum analogue of the Goos-H\"anchen shift. When a photon is injected into a single off-centered port, the quantum Goos-H\"anchen (QGH) shift can be enhanced in backward scattering under resonant conditions with subradiant states. When a photon is injected into the center port, there is no QGH shift due to the mirror symmetry of structure. However, for multiple-port injection with transverse momentum, the QGH shift is recovered and proportional to the derivative of phase with respect to transverse momentum. Unlike the classical Goos-H\"anchen shift, these effects can be flexibly tuned by the injected photon's frequency. Our work provides a general framework for exploring and manipulating photonic scattering in complex WQED networks.
- Abstract（参考訳）: 導波路量子電磁力学(WQED)として知られる導波路内の移動光子と結合した量子エミッタは、光-物質相互作用を理解し、創発的量子技術を支える強力なプラットフォームを提供する。
WQEDは1次元で広く研究されているが、2次元(2D)のWQEDはほとんど探索されていない。
本稿ではグリーン関数法に基づく2次元WQEDの包括的散乱理論を提案する。
我々は、放出された光子と注入された光子の間の平均変位が、グース-H\"アンチェンシフトの量子アナログとなることを示した。
単一のオフセンターポートに光子を注入すると、量子グース-H\"アンチェン(QGH)シフトは、サブラジアント状態の共鳴条件下で後方散乱において増強される。
中心ポートに光子を注入すると、構造のミラー対称性によるQGHシフトはない。
しかし、逆運動量を持つ多重ポート注入の場合、QGHシフトは逆運動量に対する位相の微分に比例して回収される。
古典的なグース=H\アンチェンシフトとは異なり、これらの効果は射出光子の周波数によって柔軟に調整することができる。
我々の研究は、複雑なWQEDネットワークにおけるフォトニック散乱の探索と操作のための一般的なフレームワークを提供する。
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