論文の概要: Quantum Nonlinear Response of Emitter Lattices

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.19992v1
• Date: Wed, 22 Oct 2025 19:43:54 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-25 03:08:16.737026
• Title: Quantum Nonlinear Response of Emitter Lattices
• Title（参考訳）: エミッタ格子の量子非線形応答
• Authors: Blas Durá-Azorín, Antonio I. Fernández-Domínguez, Alejandro Manjavacas,
• Abstract要約: レーザーでコヒーレントに駆動される2レベル量子エミッタの格子の光学応答における量子非線形性の出現について検討する。 系が量子準曲面として振る舞うサブ波長格子系では、共鳴入射平面波が励起ブロッホ状態に浮かび上がる。 共鳴蛍光と密接に関連し、強い運転体制下でのシステムからの遠距離電界放射は光子のブロードバンド背景によって支配されている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 42.17343824099138
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We theoretically investigate the emergence of quantum nonlinearities in the optical response of lattices of two-level quantum emitters coherently driven by a laser. For subwavelength lattice periods, where the system behaves as a quantum metasurface, we find that a resonant incident plane wave can populate excitonic Bloch states with parallel wavevectors different from the incident field, including those lying outside the light cone. Closely related to resonance fluorescence, the far-field emission from the system in the strong-driving regime is dominated by a broadband background of photons spanning a wide range of frequencies and wavevectors. Moreover, we show that, for periods approaching the driving wavelength, the emitter lattice enters in a bistable regime due to the renormalization of the driving rate, in striking contrast with its classical (bosonic) analog. This bistable behavior enables the selective activation and deactivation of the optical quantum nonlinearities of the system.
• Abstract（参考訳）: レーザーでコヒーレントに駆動される2レベル量子エミッタの格子の光学応答における量子非線形性の出現を理論的に検討する。 系が量子準曲面として振る舞うサブウェーブ長格子の場合、共振インシデント平面波は、光円錐の外にあるものを含む、入射場とは異なる平行波ベクトルを持つ励起ブロッホ状態に発散する。 共鳴蛍光と密接に関連し、強い運転体制下でのシステムからの遠距離電界放射は、幅広い周波数と波動ベクトルにまたがる光子のブロードバンド背景によって支配されている。 さらに、駆動波長に近づく周期において、エミッタ格子は、その古典的な(ボソニックな)アナログと対照的に、駆動速度の再正規化により双安定状態に入ることを示す。 この双安定な挙動は、系の光学量子非線形性の選択的活性化と不活性化を可能にする。

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