Spectrum, Landau–Zener theory and driven-dissipative dynamics of a staircase of photons
Spectrum, Landau–Zener theory and driven-dissipative dynamics of a staircase of photons
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光谱、朗道齐纳理论和光子阶梯的驱动耗散动力学
DOI：
10.1088/1367-2630/aaf825
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发表时间：
2019
影响因子：
3.3
通讯作者：
Demler, E A
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Marino, J;Shchadilova, Y E;Schleier-Smith, M;Demler, E A
我们研究了与腔模式非线性耦合的三种玻色原子模式模型中光子的产生。在没有外部驱动和耗散的情况下，不同光子数的能级聚集成能量阶梯的阶梯，可以用作准备多光子态的指导。我们考虑绝热光子的产生，在存在外部相干光泵浦的情况下驱动系统通过一系列朗道-齐纳跃迁。我们还分析了由相干光子泵浦突然切换和腔光子损失的竞争引起的系统非平衡动力学，我们发现系统在给定光子数量下达到稳定状态，随着光子泵浦速率的增加，系统变得亚稳态。我们讨论了这种亚稳态行为开始的时间尺度对系统参数的敏感性，并预测所获得的光子的值，解决了驱动耗散动力学，包括光和物质自由度之间的三体相关性。
We study the production of photons in a model of three bosonic atomic modes nonlinearly coupled to a cavity mode. In the absence of external driving and dissipation, the energy levels at different photon numbers assemble into the steps of an energy staircase which can be employed as guidance for preparing multi-photon states. We consider adiabatic photon production, driving the system through a sequence of Landau–Zener transitions in the presence of external coherent light pumping. We also analyse the non-equilibrium dynamics of the system resulting from the competition of the sudden switch of coherent photon pumping and cavity photon losses, and we find that the system approaches a plateau with a given number of photons, which becomes metastable upon increasing the rate of photon pumping. We discuss the sensitivity of the time scales for the onset of this metastable behavior to system parameters and predict the value of photons attained, solving the driven-dissipative dynamics including three-body correlations between light and matter degrees of freedom.
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