Spectres de diffusion de photons uniques cohérents pour un système QED de guide d'onde à atome géant au-delà de l'approximation dipolaire

Nous étudions les spectres de diffusion de photons uniques d'un atome géant couplé à un guide d'onde unidimensionnel via plusieurs points de connexion ou une région de couplage continu. En utilisant une méthode quantique complète, nous obtenons les expressions analytiques générales pour les coefficients de diffusion de photons uniques, valides à la fois dans les régimes markoviens et non markoviens. Nous résumons les influences des effets non dipolaires, principalement causés par les phases accumulées par les photons voyageant entre les points de couplage, sur les spectres de diffusion. Nous constatons qu'à la limite markovienne, la décroissance de phase est indépendante du décalage, ce qui donne des formes de ligne lorentziennes caractérisées par les déplacements de Lamb et les taux de décroissance efficaces, tandis que dans le régime non markovien, les phases accumulées deviennent dépendantes du décalage, donnant lieu à des formes de ligne non lorentziennes, caractérisées par plusieurs pics latéraux et des points de transmission totale. Un autre phénomène intéressant dans le régime non markovien est la génération d'un large gap photonic par un seul atome géant. Nous généralisons ensuite le cas de points de couplage discrets à la limite continue avec un atome couplé au guide d'onde via une zone continue, et analysons les spectres de diffusion pour certaines distributions typiques de force de couplage.