Эффект Парселла

(перенаправлено с «Эффект Пёрселла»)

Эффект Парселла (Purcell effect, встречается также написание Эффект Пёрселла) — в квантовой электродинамике увеличение скорости испускания осциллятора в резонаторе по сравнению со скоростью спонтанного излучения в свободное пространство.[1]

Скорость испускания осциллятора в резонаторе умножается на коэффициент Парселла:

где — длина волны в среде резонатора,  — его добротность,  — модовый объём.

Квантовый эмиттер (атом, ион, квантовая точка и т. д.), помещённый в добротный резонатор малого объёма, меняет направленность и скорость спонтанного излучения. Эффект зависит от плотности мод в резонаторе. Это свойство используется для эффективного согласования излучения квантовых эммитеров с приёмниками излучения (оптическое волокно, волноводы и т. д.)

Пример изменения коэффициента Парселла можно найти в работе Акимова и др., где показано, что излучение квантовой точки, размещённой вблизи серебряной нанопроволочки почти полностью «засасывается» проволочкой[2].

Статья Парселла, в которой был впервые введён этот коэффициент, является одной из самых коротких (один абзац) и одновременно активно цитируемой в современной физике. По данным ISI Web of Knowledge на 2011 год статья цитировалась почти 1700 раз.

Эффект Парселла может усиливать не только радиационные процессы, но и безызлучательные переходы, такие как диполь-дипольное взаимодействие и рассеяние[3][4].

Литература

править
  • Kerry J. Vahala, Optical Microcavities, Nature, 424, 839, (2003)
  • Richard K. Chang, Anthony J. Campillo. Volume 3 of Advanced series in applied physics // Optical processes in microcavities. — Singapore: World Scientific, 1996, 1996. — С. 434. — ISBN 9810223447, 9789810223441.

Примечания

править
  1. E. M. Purcell. Spontaneous emission probabilities at radio frequencies (фр.) // Physical Review : magazine. — 1946. — Vol. 69. — P. 681. Архивировано 27 августа 2018 года.
  2. A. V. Akimov, A. Mukherjee, C. L. Yu, D. E. Chang, A. S. Zibrov, P. R. Hemmer, H. Park and M. D. Lukin. Generation of single optical plasmons in metallic nanowires coupled to quantum dots (англ.) // Nature : journal. — Vol. 450. — P. 402—406. — doi:10.1038/nature06230.
  3. A. Skljarow; H. Kübler; C. S. Adams; T. Pfau; R. Löw; H. Alaeian (2022). "Purcell-enhanced dipolar interactions in nanostructures". Physical Review Research. 4: 023073. doi:10.1103/PhysRevResearch.4.023073.
  4. P. V. Kolesnichenko; M. Hertzog; F. Hainer; D. D. M. Galindo; F. Deschler; T. Buckup (2024). "Charge-transfer states at metal–organic interface limit singlet fission yields: a photonically enhanced pump–probe study". Journal of Physical Chemistry C. 128 (3): 1496—1504. doi:10.1021/acs.jpcc.3c07508.