辐射 Superradiance

2022-11-04 13:42:25 浏览:231

定义

相干激发后原子或离子集合的集体发射。

超辐射是激发原子或离子集合集体发射的现象,首先由Dicke[1]考虑。 它类似于超荧光,但它从集合的相干激发开始,通常以光脉冲开始。 这种相干性(即低电子态和高电子态的激励幅度之间明确定义的相位关系)导致宏观偶极矩。 发射光的最大强度与原子数的平方成正比,因为每个原子对发射幅度的贡献一定量,并且强度与振幅的平方成正比。 这表明,在某些情况下,介质中的光发射不仅仅是介质所组成的原子或分子的固有属性,而是可以通过这种发射器的集体行为得到强烈增强。

术语超辐射可以通过考虑它也可能导致非常高的辐射值来理解。

随着光子数量在一种连锁反应中增加,迪克后来(在专利申请中)将超辐射现象描述为光学炸弹。

还有超吸收的相关效应[9],可以看作是时间反转的超辐射[11]

参考文献

[1] R. H. Dicke, “Coherence in spontaneous emission processes”, Phys. Rev. 93 (1), 99 (1954), doi:10.1103/PhysRev.93.99
[2] N. E. Rehler and J. H. Eberly, “Superradiance”, Phys. Rev. A 3 (5), 1735 (1971), doi:10.1103/PhysRevA.3.1735
[3] R. Bonifacio et al., “Quantum statistical theory of superradiance. I”, Phys. Rev. A 4 (1), 302 (1971), doi:10.1103/PhysRevA.4.302
[4] M. Gross and S. Haroche, “Superradiance: An essay on the theory of collective spontaneous emission”, Physics Reports 93 (5), 301 (1982), doi:10.1016/0370-1573(82)90102-8
[5] Y. Kaluzny et al., “Observation of self-induced Rabi oscillations in two-level atoms excited inside a resonant cavity: the ringing regime of superradiance”, Phys. Rev. Lett. 51, 1175 (1983), doi:10.1103/PhysRevLett.51.1175
[6] M. O. Scully and A. A. Svidzinsky, “The super of superradiance”, Science 325 (5947), 1510 (2009), doi:10.1126/science.1176695
[7] Y. D. Chong et al., “Coherent perfect absorbers: time-reversed lasers”, Phys. Rev. Lett. 105, 053901 (2010), doi:10.1103/PhysRevLett.105.053901
[8] K. Hammerer, A. S. Sørensen and E. S. Polzik, “Quantum interface between light and atomic ensembles”, Rev. Mod. Phys. 82, 1041 (2010), doi:10.1103/RevModPhys.82.1041
[9] K. D. B. Higgins et al., “Superabsorption of light via quantum engineering”, Nature Commun. 5, 4705 (2014), doi:10.1038/ncomms5705
[10] M. A. Norcia et al., “Superradiance on the millihertz linewidth strontium clock transition”, Science Advances 2 (10), e1601231 (2016), doi:10.1126/sciadv.1601231
[11] D. Yang et al., “Realization of superabsorption by time reversal of superradiance”, Nature Photonics 15, 272 (2021), doi:10.1038/s41566-021-00770-6

量子光学

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