Some generalizations are made onthe spontaneous emission by a plane of excited atoms, described by two leveI atom-model, in the ~1=1, ~m=1, transition and using the semiclassical radiation approximation -both discussed in the text.lnitially,theradiation rate of an infinite plane of excited atoms is investigated, using ~1=O, ~m=O, transition.It is shown that we can observe a limit solution depending on the coupling hetween field ànd matter.We simulate the effect of the emitter thickness,heretofore neglected, by using two infinite parallel planes of atoms, separated by a finite distance.Theauto-consistent set of eguation for the interaction between the radiant energy and matter was established, in the general case, when 61=1, 6m=1.Westill discussed two extreme situations: a) the planes are coincident and b) they are infinitely separated.We investigate, in some cases, by means of a computer , the influence of plane separation, the phase ~difference between electric dipoles and lnicial.energy•of each plane in the spontaneous emission behaviour when the field-matter coupling is weak.íNDICE Capítulo I
Do estudo da emissão espontânea para um plano de átomos excitados, descritos pelo modelo do átomo de dois níveis, na transição Δ 1= 1, Δm= 1 e usando-se a aproximação semiclássica da radiação - ambos discutidos no texto - faz-se algumas generalizações. Investiga-se a taxa de radiação de um plano infinito de átomos excitados, na transição de Δ 1=0, Δm=0. Constata-se um limite divisório de soluções regulado pelo acoplamento campo-matéria. Simula-se o efeito do tamanho do emissor (até então de espessura desprezível), usando-se dois planos infinitos de átomos paralelos, separados por uma distância finita. Estabelece-se o conjunto de equações auto-consistentes da interação da energia radiante com a matéria, no caso geral, quando Δ 1= 1, Δm=1. Discutem-se ainda duas situações extremas: a)Os planos coincidem e b)estão infinitamente afastados. Quando o acoplamento campo-matéria é fraco, investiga-se, em alguns casos, com auxílio de computação, a influência da separação dos planos, da diferença de fase dos dipolos elétricos e das energias iniciais de cada plano no comportamento da emissão.
A interação entre luz e matéria em sistemas quânticos abertos atraiu uma atenção significativa nas últimas décadas devido à sua importância no desenvolvimento de tecnologias quânticas emergentes, como a computação quântica e as comunicações ópticas. Nesse contexto, sistemas de microcavidades acoplados a pontos quânticos e nanostruturas têm sido objeto de extensos estudos teóricos e experimentais devido à sua capacidade de controlar e manipular fenômenos quânticos fundamentais. Este trabalho reúne três estudos de pesquisa que, embora abordem diferentes aspectos das interações luz-matéria, compartilham um interesse comum em explorar os efeitos do bombeio incoerente e dos processos de decoerência nas propriedades ópticas de sistemas quânticos abertos. O primeiro estudo foca no efeito do bombeio incoerente de excitons sobre a retificação óptica de uma nanostrutura que interage com um campo óptico clássico monocromático. Usando uma equação mestra de Born-Markov na forma de Lindblad, a emissão espontânea, o desfasamento e o bombeio incoerente são incluídos na análise. Uma expressão analítica é derivada para descrever a retificação óptica em função da taxa de bombeio incoerente, mostrando como o sistema transita entre os regimes de bombeio fraco e forte. O segundo trabalho examina o comportamento do espectro de fotoluminescência de um ponto quântico dentro de uma microcavidade semicondutora, sob a influência de um campo magnético externo. O sistema é modelado numericamente usando uma equação mestra na forma de Lindblad para capturar os efeitos da emissão espontânea, das perdas através dos espelhos da cavidade e do defasamento. Este trabalho revela a transição do regime de acoplamento forte para o regime da emissão desacoplada à medida que o campo magnético aumenta, com a linha σ− no espectro desacoplando-se mais rapidamente. O terceiro estudo investiga teoricamente os espectros de potência em um sistema de microcavidade-ponto quântico sob bombeio incoerente de fótons e excitons. Dois modelos diferentes são examinados, relacionando as taxas de perdas da cavidade e o bombeio, e são analisadas as transições entre os regimes de acoplamento forte e fraco em diferentes intensidades de bombeio. Apesar das diferenças entre os modelos, ambos preveem uma sequência de transições entre acoplamento fraco e forte à medida que o bombeio aumenta, um fenômeno que ainda não foi observado experimentalmente. Embora esses três trabalhos abordem diferentes aspectos e sistemas quânticos, todos compartilham o objetivo comum de entender como o bombeio incoerente e os processos de decoerência afetam as propriedades ópticas e os regimes de acoplamento de sistemas quânticos abertos. Esses estudos não apenas fornecem novos insights teóricos, mas também oferecem previsões que podem orientar futuros experimentos no campo da óptica quântica e das nanocavidades.