論文の概要: One knob to tune them all: Phase-controlled photon statistics and linewidth in partially pumped atomic ensembles

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.26117v1
• Date: Tue, 28 Apr 2026 21:08:37 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-30 15:59:36.170644
• Title: One knob to tune them all: Phase-controlled photon statistics and linewidth in partially pumped atomic ensembles
• Title（参考訳）: 全てをチューニングするための1ノブ:部分励起原子アンサンブルにおける位相制御光子統計と線幅
• Authors: Oksana Chelpanova, Martino Stefanini, Dusan Sarenac, Tim Thomay, Jamir Marino,
• Abstract要約: 我々は、不整合に駆動された原子のアンサンブルからの集合的な発光の最小モデルについて研究する。 線幅と光子統計の両方が単一のフレームワーク内で制御可能であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.10874100424278173
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We study a minimal model of collective light emission from an incoherently driven ensemble of atoms where incoherent drive is applied only to a part of atoms and show that both the linewidth and the photon statistics can be controlled within a single framework. In this setting, collective dissipation induces correlations between the pumped and unpumped parts of the system, leading to interference between their emission contributions. By introducing a relative phase between these contributions and tuning the pump rate, we demonstrate that the properties of the emitted light can be varied over a broad range. In particular, the linewidth can be made either independent of system size or scale extensively with it, while the photon statistics can be tuned from antibunched or quantum to bunched. We further show that the role of the relative phase in controlling the interference can alternatively be played by the coherent interaction. By tuning the interaction strength together with the pump rate, one can access the same regimes as in the dissipation-only model. In addition, coherent interactions stabilize regimes of coherent emission with narrow linewidth, reminiscent of superradiant lasing. Our results illustrate how interference in partially driven collective systems provides a flexible mechanism for tailoring both spectral and statistical properties of light.
• Abstract（参考訳）: 本研究では,不整合駆動が原子の一部にのみ適用される原子のアンサンブルからの集合発光の最小モデルについて検討し,線幅と光子統計の両方を単一のフレームワーク内で制御可能であることを示す。 この設定では、集団散逸は、システムのポンプされた部分とアンポンプされた部分の間の相関を誘導し、その放出貢献間の干渉を引き起こす。 これらのコントリビューションの相対位相を導入し、ポンプ速度を調整することにより、発光光の特性が広い範囲にわたって変化できることを実証する。 特に、線幅はシステムサイズとは独立にするか、それと共に広範囲にスケールさせることができるが、光子統計は反結合や量子から束ねられるように調整することができる。 さらに, 干渉制御における相対位相の役割が, コヒーレント相互作用によって引き起こされることを示す。 ポンプ速度とともに相互作用強度を調整することにより、散逸のみのモデルと同じ状態にアクセスできる。 さらに、コヒーレント相互作用は、超ラジカルラシングを連想させる狭い直線幅でコヒーレント放出のレシエーションを安定化させる。 この結果は、光のスペクトル特性と統計特性の両方を調整するためのフレキシブルなメカニズムを、部分的に駆動された集合系の干渉がどのように提供するかを示す。

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