Transient QED effects in absorbing dielectrics
辐射原子的自发发射率在经过一个初始瞬态区后达到与时间无关的平衡值。本文研究了色散介质和吸收介质中原子自发衰变率对材料共振附近原子跃迁频率的相关弛豫效应。这种介质的量子力学描述由阻尼极化激元模型提供，其中吸收通过耦合到浴中来考虑。我们展示了如何在这个理论中的所有领域和物质运营商可以表示在浴运营商在初始时间。这些解决方案的领域和物质运营商的一致性被发现依赖于某些速度和规则的有效性。自发衰减率的瞬态效应的研究与几个特定的模型的介电常数，这是遵循一般理论，通过采用特定形式的浴耦合常数的帮助。
2001-01-16 quant-ph
Spontaneous emission and level shifts in absorbing disordered dielectrics and dense atomic gases: A Green's function approach
讨论了吸收态原子的自发发射和兰姆位移。基于原子偶极与量子化辐射场的多极相互作用哈密顿量，采用格林函数方法。衰减率和能级位移由相互作用的电位移场的延迟格林函数决定，该延迟格林函数由描述多次散射的Dyson方程计算。假设形成双光子晶体的原子偶极子的位置是不相关的，并采用连续近似。通过从自由空间格林函数中去除点相互作用项（局部场修正），消除了同一位置不同原子之间的非物理相互作用。对于原子在纯色散介质中的情况，自发发射率被众所周知的洛伦兹局域场因子改变。在吸收的存在下，发现不同于先前建议的表达式的结果和最近邻的相互作用被证明是重要的。
1999-02-24 quant-ph
Topological Berry phase of a pumped three-level atom in the presence of dispersing and absorbing dielectric bodies: application to a half-space dielectric surface
在介质中的精确量子电动力学框架下，研究了经典泵浦的$Λ$型三能级原子与真空场相互作用的拓扑Berry相位.研究了材料损耗对泵浦能级之间光子跃迁的拓扑Berry相的影响，材料损耗用介质物质形成的格林张量表示，包括色散和吸收。并与自由空间中的原子作了比较。我们预计，由于电介质的存在而产生的额外噪声将以统一的方式修改波函数演化与其原始状态之间的相移的行为和测量值。结果表明，当原子与介质表面之间的距离较小时，波函数演化与初始态之间的角度分离显著减小，这在构造通用量子逻辑门中具有很强的应用价值.此外，该研究为原子系统作为介电环境中泵浦原子发射的各种相干光源的新的具有挑战性的应用开辟了途径。
2011-09-02 quant-ph
Three-dimensional Casimir force between absorbing multilayer dielectrics
最近，在存在因果介质的电磁场的一维量子化方案中，研究了零温极限下介电和几何特性对色散和吸收多层板之间的Casimir力的影响[R.埃斯基韦尔-锡尔旺角Villarreal和G.H. Cocoletzi，Phys. Rev. Lett. 64，052108（2001）]。本文给出了一个严格的三维分析，表明对于复杂的异质结构，一维理论只能粗略地反映Casimir力对板间距的依赖关系。此外，最近导出的零温度下Casimir力公式的扩展[M. S. Tomawei，Phys.Rev.A66，052103（2002）]到有限温度的距离定律，并推导出零温度极限下特定距离定律的解析表达式。特别是，研究表明，两个单板板之间的卡西米尔力的渐进行为类似于$d^{-6}$，而不是$d^{-4}$（$d$，板分离）。
2004-04-19 quant-ph
Interaction of the quantized electromagnetic field with atoms in the presence of dispersing and absorbing dielectric bodies
本文发展了具有Kramers-Kronig一致介电常数的色散和吸收介质体中量子化电磁场与原子相互作用的一般理论。它基于电磁场的源量表示，其中电磁场算子通过经典问题的格林张量以一组连续的基本玻色子场表示。引入标量和矢量势，形式主义的扩展，以包括在理论中的量子化的电磁场与附加原子的相互作用。最小耦合方案和多极耦合方案被认为是。该理论取代了标准的模式分解的概念，复杂的非线性。它使我们能够以一致的方式处理色散和吸收的影响，并给出一个统一的方法来处理原子与光场的相互作用，而不受任何限制，在特定的频率范围内的特定的相互作用制度。关于电介质体的所有相关信息，例如形式和固有色散和吸收，都包含在格林张量中。应用该理论的自发衰变的受激原子的存在下，分散体和吸收体的地址。
2000-06-06 quant-ph
Spontaneous Decay in the Presence of Absorbing Media
在总结了色散和吸收（宏观）体存在下电磁场量子化的基本理论概念后，研究了它们对激发态原子自发衰变的影响。各种配置，如散装材料，平面半空间介质，球形腔，和微球被认为是。特别是，材料吸收的局部场校正的影响，衰减率，线位移，和发射模式进行检查。此外，辐射损失和材料吸收损失之间的相互作用进行了分析。最后，讨论了在微球辅助场作用下产生双原子纠缠态的可能性。
2001-04-11 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
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
Entanglement transformation at absorbing and amplifying four-port devices
介质四端口器件在光量子信息处理中起着重要的作用。由于因果关系的原因，介电常数是频率的复函数，因此介电常数是噪声量子信道的典型示例，其不能保持量子相干性。为了研究量子退相干效应，我们从给定复介电常数的任意Kramers-Kronig介质中的量子化电磁场出发，构造了输出量子态到输入量子态的变换，而不对频率施加限制。我们将该方法应用于量子通信中的一些典型例子。特别是，我们表明，对于纠缠量子比特的贝尔基状态$|Ψ^\pm>$是更强大的抗退相干比状态$|Φ^\pm>$。
2000-09-11 quant-ph
Spontaneous decay in the presence of dispersing and absorbing bodies: general theory and application to a spherical cavity
本文发展了一种研究受激二能级原子在色散和吸收介质中自发衰变的形式。导出了适用于数值求解的原子上态几率振幅的积分方程。发射光的发射模式和功率谱用介电物质形成的格林张量（包括吸收和色散）表示。将该理论应用于三层球腔中心受激原子的自发衰变，腔壁由Lorentz型带隙介质模拟。弱耦合和强耦合进行了研究，后者特别强调的情况下，原子跃迁是（i）在正常色散区附近的介质共振和（ii）在与带隙相关的非线性色散区。在单共振近似下，导出了原子态布居演化的Rabi振荡和封闭解出现的条件，与精确数值结果符合较好.
2000-04-19 quant-ph
Coincident count rates in absorbing dielectric media
研究了吸收效应对参量下转换非线性过程的影响。采用宏观QED和电磁场的格林张量量子化的框架来解释非线性介质中的吸收。利用描述电场与线性噪声偏振场非线性相互作用的有效相互作用哈密顿量，导出了光离开非线性晶体的量子态。发现该量子态的信号模和闲频模是电场和噪声偏振场的叠加。利用这种状态，得到了I型和II型转换的符合计数率的表达式，当吸收率为10%/cm时，与噪声偏振场的非线性相互作用使符合计数率增加10^{-12}量级。发现与由传播模式的线性吸收引起的衰减相比，这种非常小的影响可以忽略不计。从双光子振幅的表达式可以看出，即使在强吸收的情况下，仍然可以产生最大纠缠态。
2011-02-23 quant-ph
Spontaneous radiative decay of translational levels of an atom near a dielectric surface
研究了半无限介质中原子平移能级的自发辐射衰减。系统地推导了自发衰变过程的微观动力学方程。我们用解析和数值方法计算了跃迁能级的辐射线宽和自发跃迁率。发射场和反射场之间的干涉以及进入倏逝模的传输的作用被清楚地确定。我们对SiO2-Cs相互作用的数值计算表明，具有足够大但不太大振动量子数的束缚激发能级的辐射线宽被发射到倏逝模中适度增强，而深束缚能级的辐射线宽则被表面诱导的跃迁频率的红移显著减小。
2006-10-10 quant-ph
QED in dispersing and absorbing media
在给出了介电体材料的微观Hopfield模型的基础上的量子化方案的大纲，我们展示了如何在给定的空间和频率依赖的复介电常数的介电物质的存在下的电磁场的经典唯象麦克斯韦方程组可以转移到量子理论。考虑介质辅助场与原子系统的相互作用，我们给出了库仑规范中的最小耦合哈密顿量和多极耦合哈密顿量。为了说明这一概念，我们讨论了吸收四端口器件中辐射的输入-输出关系和辐射场量子态的变换，以及在吸收体表面附近和具有本征材料损耗的球形微腔中激发态原子的自发衰变。最后，我们给出了量子化方案的其他媒体，如放大介质，磁介质，和非线性介质的扩展。
2003-06-26 quant-ph
Decay of an excited atom near an absorbing microsphere
研究了在满足Kramers-Kronig关系的复介电常数的色散和吸收微球附近激发态原子的自发衰变，特别强调了Drude-Lorentz介电常数。考虑了带隙以下的回音壁场共振（对于电介质球）和间隙内的表面引导场共振（对于电介质或金属球）。由于衰减率模拟的辐射场的球辅助基态波动的谱密度，场共振的强度和宽度基本上决定了自发衰减的可行增强。特别地，对于在其中表面引导场共振强烈重叠的间隔内的过渡频率，可以观察到强增强。当材料吸收变得显著时，则当辐射损耗占主导时可以观察到的高度结构化的发射图案减少到强吸收镜的发射图案。因此，非辐射衰变成为主导。特别是，如果原子和微球表面之间的距离足够小，衰变就变成完全无辐射的。
2000-12-19 quant-ph
Local-field corrections to the decay rate of excited molecules in absorbing cavities: the Onsager model
采用Onsager局域场模型，计算了位于色散吸收介质球中心的受激分子（原子）的衰变率和经典辐射功率。发现分子的外部（辐射和吸收）功率损耗的局部场校正因子为$|3ε(ω)/[3ε(ω)+1]|^2$，其中$ε(ω)$为球体的介电函数。然而，发现对分子总衰变率（功率损失）的局部场校正要复杂得多，包括Scheel等人最近导出的无限腔介质中的衰变率（Rev. A 60，4094（1999）），以及对腔诱导衰变率的类似校正。所得到的结果可以转换成与模型无关的形式。这表明，一般的结果为局域场校正的衰减率和外部功率损失的分子在吸收腔有效的分子位置远离腔壁。
2000-09-13 quant-ph
Quantum Electrodynamics near a Huttner-Barnett dielectric
我们建立了宏观可极化介质存在下的量子电动力学的一致性理论。我们使用的色散和吸收的电介质的Huttner-Barnett模型和制定的理论相互作用的量子场。我们整合出阻尼极化激元通过使用图解技术，并找到一个精确的表达式的位移场（光子）传播子中存在的色散和吸收的介质半空间。这开辟了一条新的路线，可追溯的微扰计算相同的自由空间量子电动力学。作为一个工作通过的例子，我们考虑的中性原子与色散和吸收介质半空间的相互作用。为此，我们使用原子偶极矩到电磁位移场的多极耦合$\boldsymbolμ\cdot\mathbf{D}$。我们应用新发展的形式主义计算单圈修正原子电子传播子，并找到能级移动和自发衰变率的变化接近吸收介质镜的中性原子。
2012-06-30 physics.atom-ph quant-ph
Bound Modes in Dielectric Microcavities
我们证明了如何准确地约束腔模式可以实现在介质结构以外的三维光子晶体。对于由交叉各向异性层组成的微腔，我们导出了腔的谐振频率和自发发射率。对于具有耗散损耗、中心层具有增益的介质结构，计算了直接自发发射进入腔模的β因子和激光阈值。
2002-10-24 quant-ph
Input-output relations at dispersing and absorbing planar multilayers for the quantized electromagnetic field containing evanescent components
利用色散吸收介质中电磁场量子化的格林函数概念，研究了色散吸收介质多层板中电磁场的量子化。三维的输入输出关系推导出的振幅运营商在${\bf k}$ -空间和场运营商在坐标空间。讨论了输入输出关系可用玻色算子表示的条件。该理论适用于（有效地）自由场和场，由活跃的原子源内部和/或外部的板，也包括渐逝场组件创建。
2003-03-04 quant-ph
Microscopic Theory of Spontaneous Decay in a Dielectric
本文计算了无序介质中杂质源原子自发放电率的局域场修正，修正系数按介质密度的二阶近似计算。结果被发现与“虚拟”和“真实”的腔模型的这种衰变过程的预测不同。然而，如果包括两个在同一位置的介质原子的贡献，虚拟腔的结果再现。
2006-05-29 cond-mat.other quant-ph
Spontaneous emission of a two-level atom with an arbitrarily polarized electric dipole in front of a flat dielectric surface
研究了二能级原子与任意极化电偶极子在介质平板前的自发发射。我们处理原子偶极矩阵元是复矢量的一般情况，即原子偶极在空间中可以随时间旋转。我们计算了自发发射到倏逝模和辐射模的速率，并研究了场模的波矢空间中的速率角密度。当原子偶极的椭圆率不为零时，原子的自发发射率的角密度对于具有相反面内波矢的模可能有不同的值。我们发现，在面内波矢空间中，中心反演下的自发发射率角密度的不对称性是光的自旋轨道耦合的结果，并且发生在原子偶极极化的椭圆率矢量与场模极化的椭圆率矢量重叠时。由于场在倏逝模中的快速衰减，自发发射到具有相反面内波矢量的倏逝模的速率之间的差随着从原子到界面的距离的增加而单调减小。由于发射场和反射场之间的干涉的振荡行为，自发发射到具有相反的面内波矢量的辐射模式的速率之间的差异随着从原子到界面的距离的增加而振荡。这个差可以是正的或负的，取决于原子-界面距离，并且对于零距离为零。
2016-02-04 quant-ph
Spontaneous down conversion in metal-dielectric interface - a possible source of polarization-entangled photons
研究了激光斜入射时金属-介质界面的自发下转换现象。在这种情况下，如果使用对应于用于产生的等离子体的Kretschmann配置的激发角，则可以以高效率产生偏振纠缠表面等离子体激元对。如果使用适当的纳米结构的金属膜，允许直接激发表面等离子体激元并满足它们与所产生的表面等离子体激元的相位匹配条件，则可以进一步提高效率。
2014-06-09 physics.optics 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
Local-field correction to the spontaneous decay rate of atoms embedded in bodies of finite size
在实腔模型的基础上，研究了色散吸收介质体的尺寸和形状对嵌入介质体中的激发态原子局域场修正自发衰变的影响。通过玻恩展开的系统的格林张量，它表明，在线性顺序的身体的磁化率的衰减率完全遵循托马斯的公式发现的特殊情况下的原子在一个均匀的电介质球的中心[物理评论A 63，053811（2001）]。它进一步表明，对于一个原子位于一个任意的电介质体的内部，这个公式仍然有效，超出了线性秩序。详细讨论了原子嵌入弱极化球的情形。
2006-08-29 quant-ph
Casimir force in absorbing multilayers
本文从真空场压力的角度考虑了色散吸收多层介质中的Casimir效应。利用适合于吸收系统的宏观场算符的性质和多层膜格林函数的一种简便的紧致形式，给出了吸收多层膜中无耗层中Casimir力的一种直接而透明的推导方法.所得到的关于周围叠层的反射系数的表达式与Zhou和Spruch使用（表面）模式求和方法[Phys.Rev.A { \bf 52}，297（1995）]对纯色散多层获得的表达式具有相同的形式。由于广义菲涅耳系数满足递推关系，这一结果可应用于更复杂的平面对称复杂系统。这是说明通过计算的Casimir力的电介质（金属）板在一个平面腔与现实的镜子。建立了两层中Casimir力与能量的关系。
2002-07-18 quant-ph
Metallo-dielectric hybrid antennas for ultrastrong enhancement of spontaneous emission
我们设计了新的光学天线，减少激发态的辐射寿命的发射器到100飞秒的顺序，同时保持约80%的量子效率在宽带操作。在这里，我们将金属纳米粒子与平面介电结构相结合，并利用等离子体纳米天线的设计策略和腔量子电动力学的概念，以最大限度地提高局部状态密度，并最大限度地减少金属成分引起的非辐射损失。金属-电介质混合天线的提出将对电子物理、超快等离子体、明亮单光子源和拉曼光谱等基础和应用研究领域产生重要影响。
2012-05-07 physics.atom-ph 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
Born expansion of the Casimir-Polder interaction of a ground-state atom with dielectric bodies
在首阶微扰理论中，一个基态原子置于任意排列的色散和吸收线性体中的Casimir-Polder势可以用原子的极化率和体助电磁场的散射格林张量来表示。基于格林张量的玻恩级数，本文给出了Casimir-Polder势的系统展开式。玻恩展开被用来显示如何以及在何种条件下，Casimir-Polder力可以与微观多原子范德华力，一般表达式。作为应用，研究了介质环和非均匀介质半空间附近原子的Casimir-Polder势，给出了其磁化率在二阶以下的显式表达式.
2005-10-11 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
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
The Quantum Vacuum of Complex Media. A Unified Approach to the Dielectric Constant, the Spontaneous Emission and the Zero-Temperature Electromagnetic Pressure
我们从一个关键的角度研究了几个量子电动力学现象通常涉及到真空电磁（EM）在复杂介质中的波动。用微观图解法计算了介质中的共振位移、自发发射率、局域态密度和vanderWaals-Casimir压强。我们发现，在最近的一些作品中，这些效果不能归因于EM真空的能量的变化，但介电自能的变化。这种能量是介电组分的裸极化率与实际极化真空的EM波动相互作用的结果。我们已经找到了一个精确的表达式，这些波动的频谱在统计均匀的电介质。这些波动结果是不同的正常的辐射模式。后者携带零点能量（ZPE）。关于自发发射，我们澄清了辐射的性质和所谓的局部场因素的起源。与以前的工作相比，发现了重大的差异。我们对辐射和非辐射能量转移现象进行了详细的分析。本文给出了麦克斯韦-加内特介质中间隙杂质的衰减率和大腔体中实质杂质的衰减率的解析公式。有效介电常数的构造是一个自洽问题。根据零温时介质自能的变化计算了复杂介质中的范德华压力。一个额外的辐射压力似乎与电磁真空能量的变化。
2009-12-16 hep-th physics.optics quant-ph
Three-dimensional cavity-assisted spontaneous emission as a single-photon source: two cavity modes and Rabi resonance
在色散和吸收介质中的精确量子电动力学的框架内，我们研究了在高质量腔中，当有两个腔模与发射体共振相互作用时，初始处于上态的发射体的发射。特别地，当其中一个模式与发射极跃迁共振并且另一个模式被调谐到等于第一模式的拉比分裂的频率时，观察到拉比共振的效果。
2019-11-15 quant-ph
Atomic multipole relaxation rates near surfaces
利用电磁多极展开的方法，计算了原子在自由空间和靠近吸收面时的自发弛豫率。偶极，四极和八极跃迁的自发衰变率计算在其各自的原始电多极矩和磁弛豫率计算偶极和四极跃迁在其各自的原始磁多极矩。利用磁电材料中的电磁场量子化理论，导出了用并矢格林函数表示的衰减率的一般表达式。我们主要研究自由空间和无限半空间附近的衰变率。对于吸收介质表面附近原子的衰变，我们发现了一系列依赖于原子-表面距离z的标度律。
2010-08-13 quant-ph
Quantum local-field corrections and spontaneous decay
最近发展的方案[S.谢尔湖Knoll和D.- G. Welsch，Phys.Rev.A58，700（1998）]中的方法来计算标准虚球腔模型的量子局域场修正。只有在充分考虑极化噪声的情况下，电场和磁场局域场算符才与QED一致。结果表明，局域场中的极化涨落可以显著地改变自发衰变率，与经典局域场修正得到的结果相比。特别地，自发发射率强烈地依赖于局域场虚腔的半径。
1998-11-24 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
Spatial decoherence near metallic surfaces
我们提出了第一性原理推导的空间原子次能级退相干附近的电介质和金属表面。该理论是基于电磁场在吸收介质中的量子化。我们推导出任意形状衬底的原子密度矩阵的非对角矩阵元随时间变化的表达式。对于平面多层基板，我们发现，对于小的原子的可能位置的横向间距的空间相干性减少二次分离和相反的平方原子表面距离。
2006-03-09 quant-ph
Microscopic Theory of the Photon Recoil of an Atom in a Dielectric
原子发生自发衰变时会反冲.本文提出了一种源原子在介质中反冲的微观计算方法。我们发现源原子以正则光子动量$n\hbar k_{0,}$反冲，其中$n$是折射率，$\hbar k_{0}$是在源原子原子频率$ω_{0}$下计算的光子动量。我们还明确地显示了如何与介质内的光子的能量守恒。
2006-10-27 quant-ph
Integral Formulation of Macroscopic Quantum Electrodynamics in Dispersive Dielectric Objects
本文利用Hopfield型方法提出了有限尺寸线性色散介电物体在Heisenberg绘景下的宏观量子电动力学积分形式，通过真空推迟Green函数获得控制极化密度场算符演化的积分方程，从而允许直接应用经典电动力学计算技术在开放、色散和吸收环境中进行量子电动力学计算。
2023-05-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spontaneous emission of a moving atom in the presence of magnetodielectric material: A relativistic approach
本文基于正则量子化方案，研究了吸收和色散介质中激发态原子的相对论运动对其衰变率的影响。为此，我们引入了一个适当的拉格朗日量和描述的质量中心的狄拉克场的动力学变量。我们得到了系统的多极形式的哈密顿量，并计算了系统在薛定谔图像中的运动方程。我们发现，运动原子的衰变率和量子电动力学能级位移可以用经典格林张量的虚部和原子的质心速度来表示。
2018-03-27 quant-ph
Atomic decay near a quantized medium of absorbing scatterers
利用量子电动力学模型研究了受激原子在既散射又吸收辐射的介质中的衰变。介质由填充有随机分布的一组非重叠球体的半空间表示，所述球体由线性吸收性介电材料组成。的吸收效应描述通过一个量子化的阻尼极化激元理论。据发现，有效的磁化率的散装不完全占介质引起的原子衰变率的变化。事实上，表面效应也有助于改变衰变特性。讨论了散射和吸收在总衰变率中的相互作用。
2010-04-26 physics.optics quant-ph
Efficient General Waveform Catching by a cavity at a Virtual Absorbing Exceptional Point
研究解决了光子完美捕获需匹配时间反转响应的难题，提出利用处于虚拟吸收奇异点的腔捕获入射波形的额外时间阶，实现了高效的被动态转移和光子探测，为光频态转移及自发辐射光子探测铺路。
2023-10-20 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Casimir force between dispersive magnetodielectrics
我们将我们的方法推广到吸收介质多层膜之间的Casimir效应[M. S. Tomas，Phys.Rev.A66，052103（2002）]中描述的方法。所得到的力的表达式是用来数值探讨的吸引力/排斥力的金属磁介电系统中的Drude-Lorentz磁电阻率和磁导率的介质色散的效果。
2005-05-31 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
Acoustic radiation from a superconducting qubit: From spontaneous emission to Rabi oscillations
声自发发射到体量子阱中可以是量子器件中退相干的强源，特别是当量子比特存在压电材料时。我们研究了压电薄膜与声学谐振器耦合的量子比特的动力学行为。通过改变谐振器的表面形貌，从粗糙到抛光到成形，我们探索了从激发量子比特的快速衰减到量子比特和孤立声子模式之间的量子相干耦合的交叉。我们的实验方法可用于晶体振动的精确测量，量子存储器的设计，以及对介电损耗的机电贡献的研究。
2022-11-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spontaneous Emission from a Two-Level Atom in a Rectangular Waveguide
光在电介质中的量子力学处理对于理解光学系统的行为是很重要的。本文考虑了一个嵌入在矩形波导中的二能级原子，波导的周围是一个理想的电导体。光子的自发发射、传播和探测由第二量子化形式描述。光的量子化模式分为两类：光子传输模式和沿波导方向指数衰减的局域模式。虽然自发发射依赖于所有可能的模式，包括本地化模式，检测远离源只取决于传播模式。这种动力学行为的差异在光子探测的关联函数中给出了沿空间和时间的两种不同的衰减速率。
2013-09-20 quant-ph
Thermal radiation and amplified spontaneous emission from a random medium
我们计算系统的热辐射的统计，其中辐射散射混乱，通过相关的光计数分布的散射矩阵-其统计特性是已知的随机矩阵理论。我们发现，超泊松噪声是一个减少了自由度的黑体。一般的理论适用于一个无序的平板和混沌腔，并扩展到包括放大以及吸收系统。我们预言了随机激光器中放大的自发发射在激光阈值以下存在一个过量噪声。
1998-06-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Cavity-assisted spontaneous emission as a single-photon source: Pulse shape and efficiency of one-photon Fock state preparation
在色散和吸收介质中的精确量子电动力学框架下，我们研究了高$Q$腔中初始处于上态的二能级原子辐射的量子态，包括出射光子属于同时覆盖腔内外区域的波包的情况.对于原子-场连续相互作用和原子-场短时相互作用，我们确定了激发态出射波包的时空形状，并计算了波包携带单光子Fock态的效率。此外，我们还接触了量子噪声理论，其中腔内场和腔外场被视为近似代表独立的自由度，从而可以引入两个独立的希尔伯特空间。
2007-11-01 quant-ph
Propagating and evanescent waves in absorbing media
我们比较了在吸收介质中传播和消逝的光波与存在非弹性散射的电子的行为。介电常数的虚部主要导致传播波的指数衰减，但对于倏逝波会产生相移。然后，我们描述了如何散射的量子粒子出一个特定的相干通道可以模拟引入虚部的潜力，在类似的光学情况。势的虚部引起额外的散射，对于足够大的虚部值，额外的散射可以占主导地位并且实际上防止波的吸收。我们还讨论了最大化波的吸收的问题，并指出，存在的束缚态大大艾滋病的吸收。我们通过考虑金属表面对光的吸收来说明这一点。
2003-01-10 cond-mat.mes-hall physics.ed-ph quant-ph
Many body heat radiation and heat transfer in the presence of a non-absorbing background medium
热辐射和近场辐射传热可以通过调整几何形状、光学性质或所涉及的物体的相对位置来强烈地操纵。通常，这些物体被认为是嵌入在真空中。应用波动电动力学方法，推导了$N$任意物体嵌入无吸收背景介质系统中热辐射和热传递的一般封闭形式表达式。考虑到互惠原则，我们明确证明了在任何这样的系统中的对称性和积极的转移。关于应用，我们发现，球的热辐射以及两个平行板之间的热传递强烈增强的背景介质的存在。关于近场和远场传输通过气体，如空气，我们表明，微观模型（基于气体颗粒）和宏观模型（使用介电对比度）产生相同的结果。我们还比较了辐射转移通过一个介质，如空气和能量转移发现从动能气体理论。
2016-10-24 physics.class-ph physics.optics quant-ph
Controlling spontaneous emission of a two-level atom by hyperbolic metamaterials
在量子光学的框架下，我们分析了介电常数张量不定的介质中二能级原子的自发发射特性，其中色散关系的几何形状为椭球或双曲面（双曲介质）。衰减率明确给出了考虑偶极跃迁矩阵元素的方向。结果表明，对于椭球体情况，通过改变矩阵元的方向可以调节耦合到不同模式的光子的强度;对于双曲面情况，发现双曲面介质中的自发发射与介质背景相比可以显著增强。另外，自发发射具有很强的方向性，在渐近线方向上最大。
2012-03-03 physics.optics quant-ph
Influence of center-of-mass correlations on spontaneous emission and Lamb shift in dense atomic gases
考虑原子质心坐标的关联，讨论了局域场对原子稠密气体中自发发射速率和兰姆位移的影响。为此，在独立散射近似下，采用虚腔模型计算了介质中的精确延迟传播子。由此产生的原子极化率的变化导致介质响应的修改，其可以与由Morice、Castin和Dalibard [Phys.Rev.A51，3896（1995）]导出的介电函数的局部场校正引起的介质响应具有相同的数量级，但是具有相反的符号。
2000-02-07 cond-mat quant-ph
Spontaneous down conversion of surface plasmon polaritons: strong-field consideration
提出了金属-电介质界面表面等离子体激元自发下转换（SDC）的非微扰理论。它示出的过程是共振增强的特征功率的激发，通常的顺序为几十瓦。在较强的激发下，SDC的产额迅速下降。在较强的激发下，SDC的产额迅速下降。这种下降的原因是激光场的表面等离子体激元的变化率高，超过了负责SDC过程的零点波动率。所得到的结果可能有助于构造用于量子通信的微型纠缠光子源。
2016-09-27 physics.optics quant-ph
Physical realization of Photonic Klein Tunneling
研究了光子Klein隧穿发生的一般物理条件，其中器件的（受控）自发发射起着关键作用。一个简单的介质板的具体例子，由两个任意折射率的介质半空间的边界相当详细的工作，测量的反射和透射概率进行解析计算。据发现，在给定的情况下，测量的反射概率可以是任意大的（对于大的入射波长），而不管的事实，即传输概率是指数抑制或不。其他有趣的功能的光子克莱因隧道驱动（受控）自发发射以及设想的实际应用。
2011-01-18 hep-ph physics.optics quant-ph
Metal-Dielectric Antennas for Efficient Photon Collection from Diamond Color Centers
基于类原子缺陷的量子技术的一个核心挑战是有效收集发射体的荧光。光学天线是有吸引力的，因为它们提供定向发射以及跨越宽发射器频谱的自发发射速率增强。在这项工作中，我们介绍和优化金属介电纳米天线的设计嵌入到金刚石基板和量子发射器对齐。我们分析了外部量子效率，收集效率，Purcell因子和整体收集光子速率之间的权衡。该分析表明，与裸发射极相比，优化的金属-电介质混合结构可以将从氮空位中心收集的光子速率提高两个数量级以上。因此，这些金属-电介质天线应该能够在室温下对NV中心进行单次电子自旋测量。
2017-11-24 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Cooperative spontaneous decay of local excitation in a dense and disordered ensemble of point-like impurity atoms near a charged conductive surface
基于量子微观理论，研究了位于带电导电表面附近的点状杂质原子密集无序系综中激发态原子的自发衰变过程。分析了导电表面附近场模空间结构的改变和电场对原子间偶极偶极相互作用特性的影响。这导致了系综内激发态原子跃迁谱的修正和自发衰变动力学。我们已经证明了电场改变了合作兰姆位移，以及亚辐射和超辐射衰变的特征。
2019-04-21 physics.atom-ph quant-ph
