On the equivalence of the Langevin and auxiliary field quantization methods for absorbing dielectrics
最近发展了两种量子化电磁场的方法：一般色散和吸收线性色散。第一种方法是在麦克斯韦方程组中引入量子朗之万电流[T. Gruner和D.- G. Welsch，Phys.Rev.A53，1818（1996）; Ho Trung Dung，L. Knöll和D.- G. Welsch，Phys.Rev.A57，3931（1998）; S.谢尔湖Knöll和D.- G. Welsch，Phys.Rev.A58，700（1998）]，而第二种方法使用一组辅助场，然后进行正则量子化过程[A. Tip，Phys.Rev.A57，4818（1998）]。我们证明了这两种方法是等价的。
2000-11-02 quant-ph
Three-dimensional quantization of the electromagnetic field in dispersive and absorbing inhomogeneous dielectrics
本文发展了三维非均匀色散吸收介质中全电磁场的唯象麦克斯韦理论的量子化方案。经典的麦克斯韦方程组的空间变化和Kramers-Kronig一致的介电常数被视为运营商值的字段方程，引入额外的电流和电荷密度的运营商字段，以考虑到与介质中的耗散噪声。结果表明，库仑规范中基本电磁场$\hat E$和$\hat B$与势$\hat A$和$\hat ϕ$之间的等时对易关系可用经典问题的格林张量表示.从体材料和由两个具有共同平面界面的体材料组成的非均匀介质的格林张量出发，明确证明了QED的等时对易关系保持不变。
1997-11-19 quant-ph
Canonical and kinetic forms of the electromagnetic momentum in an ad hoc quantization scheme for a dispersive dielectric
一个特设的量子化方案的电磁场在弱色散，透明的电介质导致的色散介质中的电磁场的动量的正则和动力学形式的定义。正则动量被唯一定义为在均匀介质中产生空间平移的算符，但量子化方案建议了两种可能的动力学动量算符，对应于经典电动力学中的亚伯拉罕或闵可夫斯基动量。这个过程的另一个含义是，包含单个修饰光子的波包以群速度穿过介质。正则动量的物理意义已经通过对原子反冲中的能量和动量守恒的考虑而建立起来，原子反冲是由自发发射、切伦科夫效应、多普勒效应和非线性光学过程中的相位匹配引起的。此外，琼斯和莱斯利辐射压实验的数据与一？k单位的正则动量。相比之下，电介质被不平衡电磁力刚性加速的实验需要使用亚伯拉罕动量。
2004-09-21 quant-ph
Position-dependent photon operators in the quantization of the electromagnetic field in dielectrics at local thermal equilibrium
最近有人提出，在非平衡条件下，电磁场与热储层的非对称耦合可以在层状结构中的局部光子统计中产生意想不到的振荡行为。更好地理解预测的现象，可以使有用的应用相关的测温，噪声过滤，增强光学相互作用。在这项工作中，我们简要地回顾了场量子化和研究的本地稳态温度分布在光学腔中形成的无损和有损介质显示，局部场温度也表现出依赖于位置以及光子能量的振荡。
2014-12-02 quant-ph
On Casimir Forces for Media with Arbitrary Dielectric Properties
我们推导出一个表达式的卡西米尔力与任意介电特性的板之间的反射系数。这里提出的形式主义是适用于介质与本地或非本地的介电响应，无限或有限的宽度，非均匀耗散等，我们的结果减少到Lifshitz公式之间的力半无限介质板通过更换反射系数的菲涅尔振幅。
2002-06-19 quant-ph
Effects of Local Fields on Spontaneous Emission in Dielectric Media
从全微观量子电动力学的多体理论出发，推导了嵌入线性介质中的二能级原子的Langevin-Bloch算符方程，得到了介质中自发发射率的局域场重整化.我们发现，介电局域场增强的自发发射率是小于由以前的研究表明。
2000-04-26 quant-ph
Electromagnetic field quantization in the presence of a rotating body
从拉格朗日量出发，电磁场在沿其对称轴旋转的物体的存在下被量子化。得到了响应函数和涨落耗散关系。本文用并矢格林张量导出了旋转介质体的旋转摩擦力和辐射功率的一般公式。哈密顿量的确定和可能的推广进行了讨论。作为一个例子，在某些极限情况下，得到并讨论了半无限介质平面附近球形介质的转动摩擦力和辐射功率。
2014-03-10 quant-ph
On the quantum vacuum contribution to the momentum of dielectric media
最近，费格尔考虑了量子真空对电磁介质动量的贡献。然而，在Feigel的治疗，他没有考虑到相对论变换的光学常数（电容率和磁导率）的移动媒体。在这里，它表明，从这样的转换所产生的效果也将提供一个量子真空贡献的速度的媒体，除了一个由Feigel自己。
2004-08-03 quant-ph
Quantum Electromagnetic Fluctuations in Inhomogeneous Dielectric Media
讨论了一种新的计算非均匀介质中电磁场的能量和动量密度的量子真空期望值的数学和计算方法。这种技术是说明通过计算模式的贡献，在真空力的期望值之间的差异的相对两端的非均匀介电非色散介质局限于一个完美的导电刚性盒。
2011-07-07 quant-ph
The Hopfield model revisited: Covariance and Quantization
量子电动力学在电介质中有几种可能的应用，它们需要对电磁场与物质场的相互作用进行量子描述。相关的量子模型可以指宏观电磁场，或者，在替代方案中，介观场（极化场）描述电磁场和物质场之间的有效相互作用。我们采用后一种方法，并专注于Hopfield模型的电磁场在一个框架中的电介质色散介质中的时空相关的介观参数发生，如磁化率，物质共振频率，以及电磁场和极化场之间的耦合。我们最直接的目标是用唯象的方法描述非线性介质中由克尔效应引起的时空变化的介电扰动。这种扩展的模型是通过一个洛伦兹不变的拉格朗日，恒定的微观参数，并在休息帧，符合标准的装置。此外，我们推导出一个协变标量积，并提供了一个协变量化方案，它保持考虑到隐含在模型中的约束。指出了可行的应用实例。
2016-01-07 quant-ph
A dual-Lagrangian description adapted to quantum optics in dispersive and dissipative dielectric media
我们发展了一种适用于无磁介质系统的量子光学的对偶描述。我们的形式主义，这是等价于标准的文章中讨论的一些偶极近似，适用于电介质中的极化激元的描述。我们证明了对偶形式导致Huttner-Barnett方程[B. Huttner，S. M. Barnett，Phys. Rev. A \textbf{46}，4306（1992）]中关于电介质系统中的QED的研究。更一般地说，我们讨论的作用，电磁对偶性的量子化过程中的光学系统，并推导出结构的动力学定律的各种表示。
2016-11-30 quant-ph
Quantization of surface plasmon polariton by Green's tensor method in amplifying and attenuating media
本文提出了一种基于格林张量方法的表面等离子体激元的量子化方法，该方法常用于各种介质中电磁场的量子化。这种方法将被应用于一个半无限的结构，其中包含金属和电介质区域与一个界面。此外，通过引入量子化的SPP，我们将研究SPP在衰减和放大系统中的传播。我们还将考虑SPP的两种模式，即，相干态和压缩态，最后比较了这些模式在放大介质中的传播。
2015-05-04 quant-ph
QED in the Presence of Arbitrary Kramers-Kronig Dielectric Media
唯象麦克斯韦场被量子化为任意空间和频率依赖的复介电常数。该方法考虑了Kramers-Kronig关系和耗散涨落定理，给出了QED的基本等时对易关系。本文讨论了它在吸收和放大四端口器件中的量子态变换以及在有吸收介质存在时激发态原子的自发衰变中的应用。
1999-07-16 quant-ph
Alternative approach to electromagnetic field quantization in nonlinear and inhomogeneous media
本文提出了一种非线性非均匀介质中电磁场量子化的简单方法。在给定介电函数和非线性极化率的情况下，电磁场的哈密顿量完全由量子化方法确定。从海森伯方程出发，我们导出了场算符的麦克斯韦方程。当非线性变为零时，该量化方法返回到线性非均匀介质的广义正则量化过程[Phys. Rev. A，43，467，1991]。基于此量子化方法，得到了二阶和三阶非线性准稳态过程的显式哈密顿量。
1998-02-02 quant-ph
Canonical quantization of the electromagnetic field interacting with a moving dielectric
在线性、色散和耗散介质中，电磁场是正则量子化的，介质是匀速运动的。具体地说，我们计算了耦合物质场系统的简正模的变化，并找到了一个包含负能量简正模的哈密顿量。我们将这些模式解释为量子摩擦等现象的起源，并发现一个探测器最初在其基态，并耦合到附近的电磁场，或在一个均匀移动的介质具有非零概率的激发在T= 0 K。
2012-07-24 physics.optics quant-ph
QED commutation relations for inhomogeneous Kramers-Kronig dielectrics
最近，非均匀三维色散吸收介质中全电磁场的唯象Maxwell理论的量子化方案已经被发展并应用于由两个具有公共平面界面的无限半空间组成的系统（H. T.当湖Knoell和D.- G. Welsch，Phys.Rev.A57，出版中）。在这里，我们表明，该计划，这是基于经典的格林张量积分表示的电磁场，适用于任何非均匀介质。为了这个目的，我们证明了QED的基本的等时对易关系是保持一个任意的空间依赖，Kramers-Kronig一致的介电常数。此外，扩展的量化方案的线性介质与有界区域的放大，并简要地解决各向异性介质的问题。
1998-03-13 quant-ph
On the definition of dielectric permittivity for media with temporal dispersion in the presence of free charge carriers
我们表明，在存在自由载流子的频率依赖的介电常数的定义需要额外的正则化。作为一个例子，Drude模型的介电常数被认为是其依赖于时间的对应推导和分析。相应的电位移不能用标准傅立叶积分表示。正则化程序允许规避这些困难的建议。为了比较的目的，它表明，频率依赖的绝缘体的介电常数满足所有严格的数学准则。这使我们能够得出结论，在自由载流子的存在下，介电常数的概念并不像绝缘体那样定义明确，我们将其与热卡西米尔力理论中广泛讨论的难题联系起来，这些难题可能是由使用这种介电常数引起的。
2009-11-17 quant-ph
Electromagnetic field quantization in a linear polarizable and magnetizable medium
通过用两个量子场（E和M）模拟线性极化可磁化介质（磁介质），实现了电磁场在线性极化可磁化介质（磁介质）中的一致和系统量子化。提出了一个哈密顿量，从其中，使用海森堡方程，麦克斯韦和本构方程的介质。对于均匀介质，导出了量子矢势$\vec{A}$的运动方程，并解析求解。引入了两个描述介质电磁特性的耦合函数。四个例子被认为是显示的功能和该模型的适用性，吸收和非吸收磁致伸缩。
2006-08-13 quant-ph
Perturbative approach to Dynamical Casimir effect in an interface of dielectric mediums
在$1+1$维时空中研究了两个半无限介质中电磁场的量子化。运动界面为小位移建模，场方程摄动求解。得到了输入输出关系和发射光子的光谱分布，并讨论了通过界面的小跃迁的影响。
2016-07-16 quant-ph
Quantum radiation in dielectric media with dispersion and dissipation
通过Hopfield模型的推广，我们构造了一个描述具有色散和耗散的电介质的微观拉格朗日量。这有利于一个明确的和明确的$\textit{ab initio}$治疗量子电动力学在这样的媒体，甚至在时间依赖的背景。作为一个例子，我们计算的光子数的开关和关闭耗散依赖于时间开关功能。这种效应可能比由折射率$Δn(t)$的变化产生的量子辐射更强，因为后者通常非常小并且产生$(Δn)^2$阶的光子数。作为另一个区别，我们发现所产生的介质光子的伙伴粒子不是其他介质光子，而是引起耗散（打开和关闭）的环境场的激发。
2020-09-03 quant-ph
Quantization of surface plasmon polariton on the metal slab by Green's tensor method in amplifying and attenuating media
基于格林张量方法，给出了金属薄膜表面等离子体激元（SPP）模的量子化形式。由于介质将被认为是有损耗的和色散的，所以可以研究通过施加不同的场频率，在各种电介质中SPP模式的放大和衰减。我们还将说明放大介质中相干和压缩SPP模式行为之间的差异。
2015-07-15 quant-ph
Mathematical Foundation for Quantum Computing of Electromagnetic Wave Propagation in Dielectric Media
Plasma Science and Fusion Center Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院等离子体科学与聚变中心）；School of Electrical and Computer Engineering National Technical University of Athens（雅典国立技术大学电气与计算机工程学院）；Department of Physics College of William & Mary（威廉玛丽学院物理系）
本文探讨量子计算模拟经典等离子体中电磁波传播与散射的可行性，分析数学与物理基础及传统计算的限制。
2026-04-28 quant-ph
Canonical quantization of the electromagnetic field in the presence of non-dispersive bi-anisotropic inhomogeneous magnetodielectric media
通过引入适当的拉格朗日量，研究了非色散双各向异性非均匀磁介质中电磁场的正则量子化。定义了一个张量投影算子，并将矢势与其正则共轭变量之间的对易关系用投影算子表示。量子化方法在原子系统中得到推广。研究了非色散各向异性磁介质中二能级原子的自发发射。
2010-01-28 quant-ph
Canonical quantization of electromagnetic field in the presence of absorbing bi-anisotropic multilayer magnetodielectric media
用两组独立的三维谐振子来模拟双各向异性磁介质，证明了双各向异性磁介质中电磁场的完全正则量子化。用动力学变量模拟介质，得到介质的电、磁极化场。求解了多层双各向异性磁介质系统的海森堡方程。
2015-10-17 quant-ph
Effective nonlinear Hamiltonians in dielectric media
我们推导出一个有效的哈密顿量的非线性过程中的参数下转换吸收的存在。基于量子化电磁场的格林函数方法，首先建立了单原子在外加电场和介质吸收作用下的海森堡运动方程。然后，在微扰理论中求解运动方程到二阶，在微扰波近似下，产生从自由空间非线性光学已知的标准有效相互作用哈密顿量。在第二步中，我们推导了嵌入在介质中的原子的局域场修正的哈密顿量，即非线性晶体。在这里，我们表明，由此产生的有效哈密顿量是三线性的电和噪声极化领域，因此能够描述非线性噪声过程。此外，它减少到现象学的非线性哈密顿的情况下，噪声偏振场，因此吸收，消失。
2010-08-13 quant-ph
Quantum theory of multimode fields: Applications to optical resonators
最近发展起来的开放光学腔的系统和浴量子化的技术应用于三个谐振腔的几何形状：一个一维介质，法布里-珀罗谐振器，和介质盘。这些几何形状的系统-和-浴哈密顿推导出从麦克斯韦方程组和计算的电磁场，共振，和腔的增益因子。与基于宇宙模式描述的标准量化方法完全一致。我们的分析提供了一个微观的理由系统-和-浴量子化，即使在政权的光谱重叠模式。
2004-02-24 quant-ph
Wave reflection in dielectric media obeying spatial Kramers-Kronig relations
在最近的一项工作中，S.A.R. Horsley和同事[Nature Photon 9，436-439（2015）]相当有趣地表明，平面介电介质（其介电常数的实部和虚部通过空间Kramers-Kronig（KK）关系相关）是单向无反射的，无论入射角如何。这种迷人的性质，除了扩展我们对反射基本现象的理解外，还可能为设计具有有效光吸收的透明表面和薄材料提供新的方法。然而，KK介质通常描述的缓慢衰减的复介电常数分布，这可能会引入一些微妙的问题，在散射问题的研究。在这里，我们给出了一个关于介电分布虚部的条件，该条件保证了正确散射态的存在，并给出了无漏洞的KK介质单向无反射特性的证明。最后，我们表明，不稳定性可能会出现在界面处的KK介质时，介质是不纯粹的耗散。
2015-10-06 physics.optics quant-ph
Electromagnetic-field quantization and spontaneous decay in left-handed media
我们提出了一个量子化方案的电磁场与原子系统的相互作用中存在的色散和吸收磁介质，包括左手材料具有负实部的折射率。应用该理论研究了位于自由空间球腔中心的二能级原子的自发辐射。大腔和小腔的结果，并在真实腔模型的局部场校正的问题得到解决。
2003-06-04 quant-ph
Electromagnetic Energy, Absorption, and Casimir Forces. I. Uniform Dielectric Media in Thermal Equilibrium
可以通过忽略吸收、计算由于吸收体的位移而引起的能量变化、然后仅通过允许吸收率为复数来简化吸收体之间的卡西米尔力的推导。作为第一步，更好地了解这种情况，我们认为在本文中的模型的电介质作为一个集合的振荡器，其中每个耦合到一个水库引起的阻尼和朗之万力的振荡器和噪声极化作为一个源的波动电磁（EM）场在电介质。该模型自然地导出了量子化电磁场的表达式，这些表达式与用不同方法得到的结果一致，并且还导出了噪声极化与介电常数虚部之间的涨落耗散关系;与著名的范德瓦耳斯力夫希茨理论中所采用的Rytov涨落-耗散关系的比较（或Casimir）力的结果表明，Lifshitz理论实际上是一个经典的随机电动力学理论。在介质吸收可以忽略不计的频带内，能量密度的近似经典表达式作为量子电动力学理论中的谱热平衡期望值是精确的。我们的主要结果是推导出了均匀色散吸收介质在热平衡下的QED能量密度的表达式。能量的谱密度被发现具有相同的形式有或没有吸收。我们还展示了如何波动耗散定理确保细致平衡的平衡（吸收）介质，水库和电磁场之间的能量交换在热平衡。
2009-11-14 quant-ph
Effective photons in weakly absorptive dielectric media and the Beer-Lambert-Bouguer law
我们推导出有效的光子模式，有利于一个直观和方便的图片光子动力学结构的Kramers-Kronig电介质在弱吸收的限制。每种模式都与有效线宽相关联，有效线宽决定了光子的时间衰减率。这些结果，然后应用到获得的Beer-Lambert-Bouguer定律的色散，弱吸收电介质材料组成的结构介质中的单向传播的吸收系数的表达式。
2014-04-18 physics.optics quant-ph
A Canonical Relativistic Approach to Quantize Electromagnetic Field in the Presence of Moving Magneto-Dielectric Media
本文引入正则相对论公式，研究了可极化可磁化运动介质中的电磁场。介质是由一个连续的四个矢量在唯象的方式建模。利用整个系统的拉格朗日量，得到了矢量势的协变波动方程和协变介质本构方程的欧拉-拉格朗日方程。引入了一个耦合电磁场与介质的三阶张量，并由耦合张量得到了介质的磁化率张量。利用耦合张量和模拟介质的四个矢量的产生和湮灭算符计算了噪声极化张量。
2009-08-08 quant-ph
Fano diagonalization of a polariton model for an inhomogeneous absorptive dielectric
利用Fano对角化方法，对非均匀线性吸收介质极化激元模型的哈密顿量进行了对角化。独立的正常模式的创建和湮灭运营商被明确发现的正则运营商的线性组合。这些组合中的系数取决于控制电磁波通过电介质的传播的张量格林函数。用对角化算符给出了海森堡图像中的含时电磁场。这些结果证明了吸收介质中电磁场的唯象量子化。
2004-08-02 quant-ph
Quantization of Polaritons Confined in Dielectric Structures
Institute of Physics Polish Academy of Sciences（波兰科学院物理研究所）；Center for Theoretical Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院理论物理中心）；Institute of Physics, Lodz University of Technology（罗兹理工大学物理研究所）；Institute of Experimental Physics, Faculty of Physics, University of Warsaw（华沙大学物理学院实验物理研究所）
研究受限在介电结构中的极化激元的量子化问题，基于 Bogoliubov 变换及第三量子化技术提出获取量子模型的方法，可增强相互作用强度并设计非局部多体相互作用，产生发射光的强非经典关联。
2026-07-20 physics.optics quant-ph
Quantized Media with Absorptive Scatterers and Modified Atomic Emission Rates
在量子力学模型中分析了附近介质中消光效应对激发态原子自发发射率的影响，介质由具有吸收特性的球形散射体组成.使用的并矢格林函数的电磁场附近的一个电介质球导致的发射率的变化作为一系列的多极贡献的解析公式得到的表达式。修正后的发射率作为激发原子和电介质之间的距离的函数的结果表明，吸收和散射过程的影响。
2011-02-14 quant-ph
Diagonalization of Hamiltonian for finite-sized dispersive media: Canonical quantization with numerical mode-decomposition (CQ-NMD)
我们提出了一种新的数学物理建模方法，称为正则量子化与数值模式分解，捕获的物理如何传入的光子与有限大小的色散介质，这是不能描述的以前的Fano对角化方法。主要步骤是（1）研究哈密顿力学中电磁场与非均匀分布Lorentz振子耦合的系统，（2）导出坐标空间中共轭对的广义厄米特本征值问题，（3）应用计算电磁学方法找到一组可对角化哈密尔顿量的可数/有限的时谐本征模，以及（4）利用模式分解执行随后的规范量化。此外，我们提供了几个数值模拟，捕捉完整的量子效应的物理，不可能通过经典的麦克斯韦方程组，如非局域色散抵消纠缠光子对和洪欧曼德尔（HOM）效应在色散分束器。
2021-04-16 quant-ph
Photon tunneling through absorbing dielectric barriers
利用最近发展起来的辐射量子化理论，研究了光子穿过吸收势垒的问题。多层屏障在频域中的多步复介电常数满足Kramers-Kronig关系。从由此产生的输入-输出关系，它示出的层中的损失可能会大大改变在双光子干涉实验中观察到的光子隧穿时间。它进一步表明，对于足够大的层数的干涉条纹观察到，不能涉及到一个单一的遍历时间。
1996-06-11 quant-ph
An information entropy interpretation of photon absorption by dielectric media
我们测量了介质中的光子吸收，并提出了光子版本的比尔-朗伯定律来量化吸收。我们使用Hong-Ou-Mandel干涉仪和810 nm双光子。我们发现干涉仪干涉图样中零点的深度比与样品的经典透过率一致。我们建立了光子吸收过程的统计模型，并提出了一个信息熵的解释来理解比尔-朗伯定律的含义。光子吸收实验结果与经典实验结果的比较证明了我们的模型和解释的有效性。
2019-07-06 cond-mat.stat-mech quant-ph
Canonical quantization for quantum plasmonics with finite nanostructures
等离子体激元的量子化主要是在无限大的体相介质与电磁场相互作用的假设下进行分析的。我们重新制定它的有限大小的媒体，如金属或介电纳米结构，突出了尖锐的差异。通过对角化的哈密顿量的李普曼-施温格方程，我们显示了两套玻色子运营商的贡献，一个来自介质的波动，和一个来自电磁场。结果适用于一般模型，包括耗散和分散响应。
2019-10-02 quant-ph
Casimir interaction between gas media of excited atoms
考虑了高温下两种稀介质间的延迟色散相互作用（Casimir相互作用）。考虑了受激原子。结果表明，由于积分的发散性，摄动方法不能应用于该问题。基于动力学格林函数的非微扰方法实现。我们考虑两个原子之间的相互作用（其中一个是激发0嵌入在吸收介质。我们考虑了介质中光子的可能吸收，从而解决了发散问题。在对相互作用近似下，计算了两平面稀介质间的作用力。我们表明，量子电动力学的结果不同于在高温下的稀气体介质的Lifshitz公式（如果激发原子的数量是显着的）。根据量子电动力学，这种相互作用可以是吸引的，也可以是排斥的，这取决于介质的温度和密度。
2006-11-19 quant-ph
Nonequilibrium Atom-Dielectric Forces Mediated by a Quantum Field
在本文中，我们给出了一个原子，作为一个三维谐振子，和一个体介电介质模型作为一个连续的晶格耦合到一个水库之间的非平衡力的第一性原理微观物理推导。我们假设原子和介质之间没有直接的相互作用，但存在通过共同的电磁场传输的相互影响。通过采用开放量子系统的概念和技术，我们引入粗粒化的物理变量-介质，量子场和原子的内部自由度，在该顺序-提取其平均效果从最低层逐步到顶层。第一层的粗粒化提供了平均效果的介质上的字段，量化的复介电常数（在频域中）描述的响应的电介质的字段，除了它的反作用的字段通过随机强制项。对原子内部自由度的最后一层粗粒化导致原子质心的运动方程，从该方程我们可以导出作用在原子上的力。我们的非平衡配方提供了一个完整的动力学描述原子的运动，包括从所有其他相关变量的反作用效果。在长时间极限下，我们恢复了系统处于平衡态或非平衡定态时原子-介质力的已知结果。
2011-02-09 quant-ph
Field quantization for open optical cavities
研究了与任意数量的逃逸通道耦合的光腔中电磁场的量子特性。我们考虑具有标量介电常数$ε({\bf r})$的非均匀介质谐振器和由任意形状的反射镜限定的腔。使用Feshbach投影仪技术，我们在一组谐振器和浴模式方面的领域。我们严格地证明了场的哈密顿量可以简化为量子光学的系统和浴的哈密顿量。场动力学研究使用Gardiner和Collet的输入-输出理论。在强耦合到外部辐射场的情况下，我们发现光谱重叠的谐振器模式。由于外场的阻尼和噪声作用，模态动力学是耦合的。对于波动混沌谐振腔，模式动力学由非厄米随机矩阵决定。在包括放大介质后，我们的开放谐振腔模式的动力学可以作为随机激光的量子理论的起点。
2003-01-10 quant-ph
Quantum Electrodynamics with Time-varying Dielectrics
本文提出一个框架，用于在时变介电介质中量子化电磁场，通过微观模型处理动态光-物质耦合，获得满足对易关系的简正模，并展示其与量子发射体的耦合及对原子辐射性质的影响，适用于多种时变边界条件平台。
2023-11-13 quant-ph
Optomechanical coupling between a moving dielectric sphere and radiation fields: a Lagrangian-Hamiltonian formalism
提出了运动介质球与辐射场相互作用的拉格朗日-哈密顿形式。通过包括相互作用的第一顺序的速度的领域，我们推导出的哈密顿量和执行量子化的领域和机械运动的领域。特别是，我们展示了如何独立的自由度可以一致地确定下的广义辐射规范通过瞬时模式投影。我们的哈密顿量表明，由于速度依赖的相互作用超越绝热近似的耦合形式。此外，哈密顿量预言了球在光场中运动可以获得几何量子相位。
2012-09-05 quant-ph
An Introduction to the Quantum Theory of Nonlinear Optics
本文介绍非线性介质光学的量子理论。首先，我们对非线性光学的经典理论作一个简短的总结，即用经典场来完成非线性光学。然后讨论场的正则形式及其量子化。这是适用于量子化的电磁场在自由空间。定义的电磁场的非经典状态，并检查了几个例子。这是其次是一个简短的介绍纠缠的背景下，场模式。下一个任务是非均匀线性电介质中电磁场的量子化。在讨论非线性介质中的场量子化之前，我们讨论了一些常用的量子非线性光学过程的唯象模型。然后，我们在非色散和色散的非线性介质中的字段。指出并讨论了完成这项任务的最常用方法中的缺陷。一旦量子化完成，它就被用来研究参数下转换和量子孤立子传播的多模理论。
2009-01-22 quant-ph
Canonical quantization of macroscopic electrodynamics in a linear, inhomogeneous magneto-electric medium
我们提出了宏观电动力学的正则量子化。结果适用于非均匀介质与广泛的一类线性磁电响应是一致的Kramers-Kronig和Onsager关系。通过其适应强色散和损耗的能力，我们的理论提供了一个严格的基础，在结构中的量子光学过程的研究纳入超材料，提供这些可以建模为磁电介质。以前的电介质和磁介电介质的规范处理表示的电磁场运营商的格林函数或模式展开表示。在这里，我们提出了我们的结果，在模式扩展的图片，以期在导波和腔量子光学的应用。
2012-09-20 physics.optics quant-ph
Numerical Regularization of Electromagnetic Quantum Fluctuations in Inhomogeneous Dielectric Media
电磁Casimir应力与许多基于介观器件的技术相关，例如嵌入电介质中的MEMS，纳米机械中的Casimir诱导摩擦，微流体和分子电子学。基于腔QED的这种应力的计算通常需要基于正则化过程的数值分析。描述了一种新的计划，具有广泛的适用性，涉及现实的非均匀介质的系统的潜力。从知识的频谱的电磁场的固定模式的计划是说明通过数值估计Casimir应力对完全导电的平面分开的真空和变化时，该结果的板之间的区域填充有不可压缩的非均匀非色散电介质的相对面。
2012-01-05 math-ph math.MP quant-ph
Generalized noise terms for the quantized fluctuational electrodynamics
真空中光场的量子化已经有几十年的历史了，但是将场量子化扩展到非平衡条件下的损耗和色散介质已经被证明是复杂的，因为介质的位置依赖性的电磁响应。事实上，共振结构中光子数的一致的位置依赖量子模型只是最近才被制定出来，而且只适用于介电介质。在这里，我们提出了一个一般的位置相关的量子化波动电动力学（QFED）的形式主义，扩展了一致的场量子化来描述光子数也存在磁场物质相互作用。它示出的磁波动提供了一个额外的自由度，在媒体中的磁场耦合到该领域是突出的。因此，场量子化需要一个额外的独立噪声算子，该算子与描述电介质中极化电流波动的传统玻色子噪声算子交换。除了允许场波动的详细描述，我们的方法提供了实用的工具，用于建模光学能量转移和一般介电和磁性纳米器件的热平衡的形成。我们使用QFED调查的磁性能的微腔系统，以证明一个示例的几何形状中，它是可能的探测场所产生的电和磁源项。我们表明，作为磁Purcell效应的结果，放置在真空腔体内的发射层的位置的调谐可以使磁发射器的发射率超过相应的电发射器的发射率。
2017-02-10 quant-ph
Quantization of the Electromagnetic Field in Non-dispersive Polarizable Moving Media above the Cherenkov Threshold
本文研究了以可能超过切伦科夫阈值的恒速运动的非色散极化体系统中的宏观电磁场。结果表明，量子化系统一般是不稳定的，既没有基态，也不支持定态。量子化的哈密尔顿算子被写成与正频率和负频率相关联的量子谐振子，使得与对称频率相关联的谐振子通过不保持量子占据数的相互作用项耦合。此外，在线性区域中，只要运动物体的速度被强制为恒定，场的振幅可以无限制地增长。这需要施加有效泵送系统的外部机械力。
2013-10-03 quant-ph
The Hawking effect in dielectric media and the Hopfield model
我们考虑所谓的Hopfield模型的电磁场在一个框架中，其中一个允许的微观参数的时空依赖性，旨在时空变化的克尔效应引起的介电扰动的唯象描述的介电色散介质中。本文首先分析了Hopfield模型的几何光学，然后引入了一个简化模型来讨论模拟Hawking效应，该简化模型避免了完整Hopfield模型中的许多困难，仍然保持了相同的色散关系。振幅计算表明，广义曼利-罗恒等式推导出量子散射理论框架。我们的主要结果是在介电黑洞的框架下，首次非微扰地给出了单支情况下自发热辐射的解析计算。指出了光学黑洞和声学黑洞之间热性的普遍机制。
2016-01-07 gr-qc quant-ph
Spontaneous emission in anisotropic dielectrics
原子的发射性质是量子理论和光-物质相互作用的基础。在宏观介质的背景下，准确的知识，其是重要的，无论是在当前的量子技术，以及在基础研究。而对于各向同性介质，这是一个研究得很好的问题，各向异性介质的理论还存在很大的空白。特别是，据我们所知，一般各向异性介质中的自发发射率的显式表达式尚未提出。本文首先导出了计算单轴介质中辐射率的量子化电磁场算符。对于双轴介质的更一般的情况下，我们提出了一个近似的表达单轴介质的极限情况之间的插值。我们支持我们的模型与数值模拟，这是在典型的介质配置的强烈协议，并进一步显示如何本地场效应可以考虑在模型中。
2020-07-22 physics.optics quant-ph
Effective electromagnetic theory for dielectric media
光在电介质中比在真空中传播得慢。于是，相应的电磁场方程在普通的洛伦兹变换下不再是不变的，而只是在对应于这个约化速度的变换下才是不变的。基于这一物理对称性，我们建立了一个有效的理论来解释超导体中的低能电磁现象。它没有闵可夫斯基和亚伯拉罕的旧公式的任何问题。光学区域中的色散和克尔效应以自然的方式从高阶相互作用项中产生。有效场论是用标准方法量子化的，量子修正可以用系统的方法计算。因此，它将许多不同的经典和量子光学现象联系到一个统一的描述中。
2008-09-25 cond-mat.mtrl-sci hep-ph quant-ph
Electromagnetic Energy, Absorption, and Casimir Forces. Inhomogeneous Dielectric Media
假设介质近似为连续介质，导出了非均匀吸收色散介质在热平衡时电磁能量密度期望值的一般精确公式。从这个公式中我们得到了Casimir力密度的形式表达式。与大多数以前的方法卡西米尔效应中，吸收被忽略或承认隐含通过所需的分析性质的介电常数，我们包括耗散明确通过耦合介质的每个偶极振子的谐振子的水库。我们得到的能量密度和Casimir力密度的结果的范德瓦尔斯相互作用的振荡器，也从坡印亭定理。
2011-10-04 hep-th quant-ph
Quantum-statistical approach to electromagnetic wave propagation and dissipation inside dielectric media and nanophotonic and plasmonic waveguides
量子统计效应发生在电磁（EM）波在电介质或超材料内的传播期间，所述电介质或超材料包括具有耗散和噪声的一大类纳米光子和等离子体波导。利用线性介质中薛定谔方程和麦克斯韦方程组之间的形式类比，我们严格推导出描述这种传播的有效哈密顿算子。该算子在一般情况下基本上是非厄米的，在某些特殊情况下是伪厄米的。使用一般的非厄米哈密顿密度算子的方法，我们推导出一个主方程，描述的统计合奏的电磁波模式。该方法还描述了在波的传播过程中发生的量子耗散和退相干过程，并且，除其他外，它揭示了控制上述材料内部的能量和信息损失所必需的条件。
2016-09-15 cond-mat.stat-mech physics.optics quant-ph
Event-based simulation of light propagation in lossless dielectric media
我们描述了一种基于事件的方法来模拟电磁平面波通过电介质的传播。基本构建块是能够模拟平面界面的确定性学习机。我们表明，网络的两个这样的机器可以模拟光通过一个平面平行板的传播。通过适当选择参数，该设置可以用作分束器。通过从平面平行板构造马赫-曾德尔干涉仪来说明模拟方法的模块化，整个系统再现波动理论的结果。基于事件的平面平行板模型的推广也被用来模拟周期性分层介质。
2010-12-11 physics.comp-ph physics.optics quant-ph
