【摘 要】
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被囚禁在亚辐射波长空间尺度内的双原子体系因能产生超辐射与亚辐射效应,从而成为了研究多原子集合辐射量子特性的主要切入点。例如,人们最近通过双原子间的超辐射与亚辐射的耦合构建了类电磁诱导透明机制。另一方面,随着近年来纳米材料技术的不断发展,在亚辐射波长空间尺度上精确地操控空间辐射模式和定向辐射特性成为了微纳光子学和量子光学的重要研究课题。本文研究了双原子系统被外加激光场选择性驱动所产生的的集合辐射的空
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被囚禁在亚辐射波长空间尺度内的双原子体系因能产生超辐射与亚辐射效应,从而成为了研究多原子集合辐射量子特性的主要切入点。例如,人们最近通过双原子间的超辐射与亚辐射的耦合构建了类电磁诱导透明机制。另一方面,随着近年来纳米材料技术的不断发展,在亚辐射波长空间尺度上精确地操控空间辐射模式和定向辐射特性成为了微纳光子学和量子光学的重要研究课题。本文研究了双原子系统被外加激光场选择性驱动所产生的的集合辐射的空间方向特性与光谱特性。我们首先引入了两列相向传播的激光,探究双原子系统的超辐射态与亚辐射态之间建立的相干耦合对双原子系统分别在弱场驱动和强场驱动下产生的辐射谱与吸收谱的影响。在弱场驱动下,我们计算了基于电磁诱导透明条件的吸收光谱,并分析讨论了双原子间距及原子与驱动场耦合的拉比频率对吸收谱的影响,此外实验中两峰间隔的确定为亚辐射波长空间尺度内的量子精密测量提供了可能性。在强场驱动下,我们研究了超辐射跃迁产生的共振荧光谱,并在缀饰态表象下分析了共振荧光谱对双原子间距和原子与场间相干性的依赖关系。我们还研究了双原子系统被弱激光场选择性驱动所产生的集合受激辐射的空间定向特性。通过考察辐射强度的空间角分布,我们发现辐射强度对超辐射态与亚辐射态之间的原子相干效应具有强烈的依赖性,并呈现出显著的空间非对称性。我们揭示了这一特性源于对称叠加的电偶极矩和反对称叠加的电偶极矩之间的干涉。我们在双原子集合辐射的双光子关联特性的研究中,实现了显著的空间定向超聚束效应。基于该特性,该双原子系统为构建单向或双向纳米天线提供了潜质。最后,我们对全文进行了总结和展望。
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