論文の概要: Broadening the reflection band of atomic mirrors by engineering the emitter-waveguide coupling
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.17834v1
- Date: Tue, 13 Oct 2026 06:53:06 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-17 17:03:51.507988
- Title: Broadening the reflection band of atomic mirrors by engineering the emitter-waveguide coupling
- Title（参考訳）: エミッタ-導波路結合の工学による原子鏡の反射帯域の拡大
- Abstract要約: 理論的には、空間変調エミッタ-導波路結合を持つ有限導波路量子電磁力学(QED)アレイによる単一光子コヒーレント輸送を理論的に検討する。
結合プロファイルが反射帯域と有限サイズ依存をどのように制御するかを同定する。
その結果,原子ナノファイバーおよび回路QEDプラットフォームでブロードバンド原子鏡を設計するための実用的なツールとして空間結合工学が確立された。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.23332469289621782
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We theoretically investigate single-photon coherent transport through a finite waveguide quantum electrodynamics (QED) array with spatially modulated emitter-waveguide couplings. By combining exact scattering calculations with spectral factorization and a semiclassical WKB analysis, we identify how the coupling profile controls the reflection bandwidth and its finite-size dependence. A Gaussian transverse displacement produces an exponential-of-Gaussian decay-rate profile that broadens the high-reflectivity window and suppresses the boundary-induced Fabry-Perot oscillations compared with a uniform array. The transmission zeros remain exactly degenerate at the atomic resonance for arbitrary positive coupling profiles at non-Bragg spacings. In contrast, the collective poles reorganize under the spatial modulation, redistributing their radiative widths and preventing individual subradiant resonances from terminating the reflection window. We further derive an algebraic 1/N scaling law for the contraction of the bandwidth toward its bulk value. The bulk bandwidth is determined by the largest local decay rate, whereas the finite-size correction increases as the profile becomes sharper, leading to an optimal profile width. These results establish spatial coupling engineering as a practical tool for designing broadband atomic mirrors in atom-nanofiber and circuit-QED platforms.
- Abstract（参考訳）: 理論的には、空間変調エミッタ-導波路結合を持つ有限導波路量子電磁力学(QED)アレイによる単一光子コヒーレント輸送を理論的に検討する。
スペクトル分解と半古典的WKB解析とを正確に組み合わせることで、結合プロファイルが反射帯域と有限サイズ依存をどのように制御するかを同定する。
ガウスの逆変位は指数関数的なガウスの減衰率プロファイルを生成し、高反射率窓を広げ、一様配列と比較して境界誘起ファブリ・ペロ振動を抑制する。
透過零点は、非ブラッグ間隔での任意の正のカップリングプロファイルのために原子共鳴において正確に縮退する。
対照的に、集合極は空間変調の下で再編成され、放射幅を再分配し、個々のサブラジアント共鳴が反射窓を終了するのを防ぐ。
さらに、帯域幅をバルク値に縮めるための代数的1/Nスケーリング法則を導出する。
バルク帯域幅は最大局所減衰率で決定されるが、プロファイルがシャープになるにつれて有限サイズ補正が増加し、最適なプロファイル幅が得られる。
これらの結果は、原子ナノファイバーおよび回路QEDプラットフォームにおけるブロードバンド原子ミラーを設計するための実用的なツールとして空間結合工学を確立している。
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