无限长矩形波导中二能级原子的自发辐射

波导量子电动力学是实现量子网络的理想方案之一,而自发辐射导致的退相干是阻碍其发展的主要因素。该文以矩形波导为例,研究在受限空间中二能级原子的自发辐射特性。通过利用Lippmann-Schwinger方程和不含时薛定谔方程推导出矩形波导与二能级原子耦合系统的本征散射态和本征束缚态,进而求得时间演化算符和原子的自发辐射动力学。研究表明,原子的自发辐射特性主要由原子与矩形波导的失谐量和耦合强度决定。与自由空间相比,矩形波导具有非线性色散关系,由此诱导的束缚态会导致稳态相干现象。该研究为在波导量子电动力学系统中实现量子网络提供了重要的理论指导。