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磁单负材料板附近的原子的自发辐射场分布

秦黎 李泽亚 许静平 张利伟 羊亚平

磁单负材料板附近的原子的自发辐射场分布

秦黎, 李泽亚, 许静平, 张利伟, 羊亚平
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  • 本文研究了磁单负材料板附近的两能级原子通过自发辐射激发的表面模式及场强分布. 磁单负材料是有效介电常数大于零而磁导率小于零的人工微结构材料. 根据麦克斯韦方程及边界条件, 这种材料板只支持TE极化的表面模式. 本文分析了具有不同磁导率和厚度的磁单负材料板所支持的表面模的性质, 如模式数目和模式的对称性, 进而讨论了这些特性对原子自发辐射场的空间分布的影响. 结果表明原子与磁单负材料板的距离可影响辐射场中表面模的比重, 当表面模起主要贡献时, 在材料板左表面上原子辐射场呈定向发射的分布. 而材料板右表面的辐射场分布取决于表面模的对称性和比重, 如果同时存在对称和反对称的表面模, 右表面的场很弱甚至完全消失, 而如果只存在对称或反对称的表面模, 右表面会有与左表面等强度的辐射场分布. 这些性质与原子在金属表面的辐射场分布明显不同, 我们的结果对原子辐射场的空间控制以及实现简单结构的单光子源有积极意义.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11274242, 11474221)、国家自然科学基金委员会-中国工程物理研究院联合基金(批准号: U1330203)、国家重点基础研究项目特别基金(批准号:2011CB922203, 2013CB632701)、中央高校基本科研业务费专项资金和河南省教育厅自然科学基金(批准号: 14A140011) 资助的课题.
    [1]

    Veselago V G 1968 Soviet Physics Usp. 10 509

    [2]

    Sun Y Z, Ran L X, Wang D X, Wang W G, Chen Q L 2010 Acta Phys. Sin. 59 4602 (in Chinese) [孙永志, 冉立新, 王东兴, 王伟光, 陈秋林 2010 物理学报 59 4602]

    [3]

    Pendry J B, Holden A J, Stewart W J, Youngs I 1996 Phys. Rev. Lett. 76 4773

    [4]

    Alù, Engheta N 2003 IEEE Trans. Antennas Propagat. 51 2558

    [5]

    Zhang L W, Wang Y Z, He L, Xu J P 2010 Acta Phys. Sin. 59 6106 (in Chinese) [张利伟, 王佑贞, 赫丽, 许静平 2010 物理学报 59 6106]

    [6]

    Zang Y Z, He M X, Gu J Q, Tian Z, Han J G 2012 Chin. Phys. B 21 117802

    [7]

    Xu H X, Wang G M, Wang J F, Yang Z M 2012 Chin. Phys. B 21 124101

    [8]

    Pendry J B, Holden A J, Robbins D J, Stewart W J 1999 IEEE Trans. Microwave Theory Tech. 47 2075

    [9]

    Marqués R, Medina F, Rafii-EI-Idrissi R 2002 Phys. Rev. B 65 144440

    [10]

    Huang K C, Povinelli M L, Joannopoulos J D 2004 Appl. Phys. Lett. 85 543

    [11]

    Moser H O, Casse B D F, Wilhelmi O, Saw B T 2005 Phys. Rev. Lett. 94 063901

    [12]

    Zhang S, Fan W J, Minhas B K, Frauenglass A, Malloy K J, Brueck S R J 2005 Phys. Rev. Lett. 94 037402

    [13]

    Liu D M, Han P 2010 Acta Phys. Sin. 59 7066 (in Chinese) [刘冬梅, 韩鹏 2010 物理学报 59 7066]

    [14]

    He Q, Sun S L, Xiao S Y, Li X, Song Z Y, Sun W J, Zhou L 2014 Chin. Phys. B 23 047808

    [15]

    Zhang L W, Zhao Y H, Wang Q, Fang K, Li W B, Qiao W T 2012 Acta Phys. Sin. 61 068401 (in Chinese) [张利伟, 赵玉环, 王勤, 方恺, 李卫彬, 乔文涛 2012 物理学报 61 068401]

    [16]

    Ruppin R 2000 Phys. Lett. A 277 61

    [17]

    Ruppin R 2001 J. Phys. Condens. Matter 13 1811

    [18]

    Chang D E, Sorensen A S, Hemmer P R, Lukin M D 2006 Phys. Rev. Lett. 97 053002

    [19]

    Ritchie R H 1957 Phys. Rev. 106 874

    [20]

    Xu J P, Al-Amri M, Yang Y P, Zhu S Y, Zubairy M S 2011 Phys. Rev. A 84 032334

    [21]

    Xu J P, Yang Y P, Lin Q, Zhu S Y 2009 Phys. Rev. A 79 043812

    [22]

    Xu J P, Yang Y P, Zhu S Y 2010 J. Mod. Opt 57 1473

    [23]

    Ringler M, Schwemer A, Wunderlich M, Nichtl A, Kurzinger K, Klar T A, Feldmann J 2008 Phys. Rev. Lett. 100 203002

    [24]

    Dung H T, Buhmann S Y, Knöll L, Welsch D G, Schell S, Kastel J 2003 Phys. Rev. A 68 043816

    [25]

    Otto A 1968 Z. Phys. 216 398

  • [1]

    Veselago V G 1968 Soviet Physics Usp. 10 509

    [2]

    Sun Y Z, Ran L X, Wang D X, Wang W G, Chen Q L 2010 Acta Phys. Sin. 59 4602 (in Chinese) [孙永志, 冉立新, 王东兴, 王伟光, 陈秋林 2010 物理学报 59 4602]

    [3]

    Pendry J B, Holden A J, Stewart W J, Youngs I 1996 Phys. Rev. Lett. 76 4773

    [4]

    Alù, Engheta N 2003 IEEE Trans. Antennas Propagat. 51 2558

    [5]

    Zhang L W, Wang Y Z, He L, Xu J P 2010 Acta Phys. Sin. 59 6106 (in Chinese) [张利伟, 王佑贞, 赫丽, 许静平 2010 物理学报 59 6106]

    [6]

    Zang Y Z, He M X, Gu J Q, Tian Z, Han J G 2012 Chin. Phys. B 21 117802

    [7]

    Xu H X, Wang G M, Wang J F, Yang Z M 2012 Chin. Phys. B 21 124101

    [8]

    Pendry J B, Holden A J, Robbins D J, Stewart W J 1999 IEEE Trans. Microwave Theory Tech. 47 2075

    [9]

    Marqués R, Medina F, Rafii-EI-Idrissi R 2002 Phys. Rev. B 65 144440

    [10]

    Huang K C, Povinelli M L, Joannopoulos J D 2004 Appl. Phys. Lett. 85 543

    [11]

    Moser H O, Casse B D F, Wilhelmi O, Saw B T 2005 Phys. Rev. Lett. 94 063901

    [12]

    Zhang S, Fan W J, Minhas B K, Frauenglass A, Malloy K J, Brueck S R J 2005 Phys. Rev. Lett. 94 037402

    [13]

    Liu D M, Han P 2010 Acta Phys. Sin. 59 7066 (in Chinese) [刘冬梅, 韩鹏 2010 物理学报 59 7066]

    [14]

    He Q, Sun S L, Xiao S Y, Li X, Song Z Y, Sun W J, Zhou L 2014 Chin. Phys. B 23 047808

    [15]

    Zhang L W, Zhao Y H, Wang Q, Fang K, Li W B, Qiao W T 2012 Acta Phys. Sin. 61 068401 (in Chinese) [张利伟, 赵玉环, 王勤, 方恺, 李卫彬, 乔文涛 2012 物理学报 61 068401]

    [16]

    Ruppin R 2000 Phys. Lett. A 277 61

    [17]

    Ruppin R 2001 J. Phys. Condens. Matter 13 1811

    [18]

    Chang D E, Sorensen A S, Hemmer P R, Lukin M D 2006 Phys. Rev. Lett. 97 053002

    [19]

    Ritchie R H 1957 Phys. Rev. 106 874

    [20]

    Xu J P, Al-Amri M, Yang Y P, Zhu S Y, Zubairy M S 2011 Phys. Rev. A 84 032334

    [21]

    Xu J P, Yang Y P, Lin Q, Zhu S Y 2009 Phys. Rev. A 79 043812

    [22]

    Xu J P, Yang Y P, Zhu S Y 2010 J. Mod. Opt 57 1473

    [23]

    Ringler M, Schwemer A, Wunderlich M, Nichtl A, Kurzinger K, Klar T A, Feldmann J 2008 Phys. Rev. Lett. 100 203002

    [24]

    Dung H T, Buhmann S Y, Knöll L, Welsch D G, Schell S, Kastel J 2003 Phys. Rev. A 68 043816

    [25]

    Otto A 1968 Z. Phys. 216 398

  • [1] 陈翔, 米贤武. 二能级原子与高品质因子腔的自发辐射特性. 物理学报, 2011, 60(10): 104204. doi: 10.7498/aps.60.104204
    [2] 邢容, 谢双媛, 许静平, 羊亚平. 动态各向同性光子晶体中二能级原子的自发辐射. 物理学报, 2014, 63(9): 094205. doi: 10.7498/aps.63.094205
    [3] 邢容, 谢双媛, 许静平, 羊亚平. 动态光子晶体中V型三能级原子的自发辐射. 物理学报, 2017, 66(1): 014202. doi: 10.7498/aps.66.014202
    [4] 汪建元, 林光杨, 王佳琪, 李成. 简并态锗在大注入下的自发辐射谱模拟. 物理学报, 2017, 66(15): 156102. doi: 10.7498/aps.66.156102
    [5] 张晓军, 王安祥, 严祥安, 陈长乐. 改进分析型嵌入原子法在W(100)表面声子谱中的应用. 物理学报, 2020, 69(7): 076301. doi: 10.7498/aps.69.20191910
    [6] 王义全, 许兴胜, 程丙英, 张道中, 刘晓东. 具有态守恒赝隙的光子晶体中两能级原子自发辐射的增强与抑制. 物理学报, 2004, 53(1): 125-131. doi: 10.7498/aps.53.125
    [7] 黄仙山, 刘海莲. 运用动态腔环境实现对原子自发辐射过程的调控. 物理学报, 2011, 60(3): 034205. doi: 10.7498/aps.60.034205
    [8] 陈 三, 谢双媛, 羊亚平, 陈 鸿. 双能带三维光子晶体中二能级原子的自发辐射. 物理学报, 2003, 52(4): 853-858. doi: 10.7498/aps.52.853
    [9] 谭 荣, 李高翔. 低频强场作用下三维光子晶体中二能级原子的自发辐射性质. 物理学报, 2005, 54(5): 2059-2065. doi: 10.7498/aps.54.2059
    [10] 于明章, 曾小东, 王大伟, 羊亚平. 左手性材料对V形三能级原子光谱的影响. 物理学报, 2012, 61(4): 043203. doi: 10.7498/aps.61.043203
    [11] 许静平, 常生龙, 秦黎, 羊亚平. Casimir-Polder力对左手材料板附近的原子的动力学作用. 物理学报, 2015, 64(23): 234204. doi: 10.7498/aps.64.234204
    [12] 霍丙忠, 尚英, 孟春宁, 袁景和. 并矢格林函数下的球形超透镜. 物理学报, 2010, 59(11): 8178-8183. doi: 10.7498/aps.59.8178
    [13] 张琴, 唐远河, 屈光辉, 金康. V形三能级原子的辐射压力和激光冷却. 物理学报, 2011, 60(5): 053204. doi: 10.7498/aps.60.053204
    [14] 方慧娟, 陈 峻, 刘正东, 郑 军. 基于量子干涉效应的四能级原子系统中的vacuum-induced coherence效应. 物理学报, 2007, 56(11): 6441-6445. doi: 10.7498/aps.56.6441
    [15] 罗平庆, 龙滔, 黄秀光, 傅思祖, 舒桦, 叶君建, 吴江, 谢志勇, 方智恒, 贾果, 何钜华, 顾援, 王世绩. 聚乙烯冲击压缩特性实验研究. 物理学报, 2010, 59(9): 6394-6398. doi: 10.7498/aps.59.6394
    [16] 王英才, 杨春兰, 王磊, 靳晔. 加长棒脉冲钕玻璃激光器异常实验现象理论研究. 物理学报, 2012, 61(19): 194207. doi: 10.7498/aps.61.194207
    [17] 李曙光, 许兴胜, 王义全, 程丙英, 张道中, 刘晓东. 用不同密度分布的发光分子探测光子晶体的全态密度. 物理学报, 2004, 53(1): 132-136. doi: 10.7498/aps.53.132
    [18] 张丽英, 刘正东. Y型四能级原子系统对探测场的吸收和色散. 物理学报, 2005, 54(8): 3641-3645. doi: 10.7498/aps.54.3641
    [19] 刘正东, 武 强. 被三个耦合场驱动的四能级原子的电磁感应透明. 物理学报, 2004, 53(9): 2970-2973. doi: 10.7498/aps.53.2970
    [20] 李孝申, 龚昌德. 周期或准周期超晶格薄膜表面吸附原子的自发辐射性质. 物理学报, 1988, 37(4): 618-628. doi: 10.7498/aps.37.618
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-05-31
  • 修回日期:  2014-09-15
  • 刊出日期:  2015-01-05

磁单负材料板附近的原子的自发辐射场分布

  • 1. 同济大学物理科学与工程学院, 先进微结构材料教育部重点实验室, 上海 200092;
  • 2. 河南理工大学物理化学学院, 焦作 454000
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 11274242, 11474221)、国家自然科学基金委员会-中国工程物理研究院联合基金(批准号: U1330203)、国家重点基础研究项目特别基金(批准号:2011CB922203, 2013CB632701)、中央高校基本科研业务费专项资金和河南省教育厅自然科学基金(批准号: 14A140011) 资助的课题.

摘要: 本文研究了磁单负材料板附近的两能级原子通过自发辐射激发的表面模式及场强分布. 磁单负材料是有效介电常数大于零而磁导率小于零的人工微结构材料. 根据麦克斯韦方程及边界条件, 这种材料板只支持TE极化的表面模式. 本文分析了具有不同磁导率和厚度的磁单负材料板所支持的表面模的性质, 如模式数目和模式的对称性, 进而讨论了这些特性对原子自发辐射场的空间分布的影响. 结果表明原子与磁单负材料板的距离可影响辐射场中表面模的比重, 当表面模起主要贡献时, 在材料板左表面上原子辐射场呈定向发射的分布. 而材料板右表面的辐射场分布取决于表面模的对称性和比重, 如果同时存在对称和反对称的表面模, 右表面的场很弱甚至完全消失, 而如果只存在对称或反对称的表面模, 右表面会有与左表面等强度的辐射场分布. 这些性质与原子在金属表面的辐射场分布明显不同, 我们的结果对原子辐射场的空间控制以及实现简单结构的单光子源有积极意义.

English Abstract

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