Пёрселл-фактор

Пёрселл-фактор (Purcell-factor) — 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 Пёрселла:

$~F_p=\frac{3}{4\pi^2}\left(\frac{\lambda_c}{n}\right)^3\frac{Q}{V}$

где $\frac{\lambda_c}{n}$ длина волны в среде резонатора, $~Q$ — его добротность, $V$ — модовый объём.

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

Пример изменения Пёрселл-фактора можно найти в работе Акимова и др., где показано, что излучение квантовой точки, размещенной вблизи серебряной нанопроволочки почти полностью «засасывается» проволочкой^[2].

Статья Пёрселла, в которой был впервые введен этот коэффициент, является одной из самых коротких (один абзац) и одновременно одной из самых цитируемых в современной физике. По данным ISI Web of Knowledge на декабрь 2011 года статья цитировалась 1681 раз.

Литература

• Kerry J. Vahala, Optical Microcavities, Nature, 424, 839, (2003)[2]
• 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

• Harry J. Kimble, Physica Scripta. Vol. T76, 127-137, 1998, Strong Interactions of Single Atoms and Photons in Cavity QED.[3]

Примечания

1. ↑ E. M. Purcell (19461). «Spontaneous emission probabilities at radio frequencies,». Physical Review, 69: 681.[1]
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». Nature 450: 402-406. DOI:10.1038/nature06230 Letter.