論文の概要: Polarization Control of Radiation and Energy Flow in Dipole-Coupled
Nanorings
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2004.09861v1
- Date: Tue, 21 Apr 2020 09:38:57 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-22 20:50:35.977921
- Title: Polarization Control of Radiation and Energy Flow in Dipole-Coupled
Nanorings
- Title(参考訳): 双極子結合ナノリングの偏光制御とエネルギーフロー
- Authors: Julian Cremer, David Plankensteiner, Mariona Moreno-Cardoner, Laurin
Ostermann, Helmut Ritsch
- Abstract要約: サブ波長空間量子エミッタにおける集合的な光励起は、極端にサブ輝度と磁場閉じ込めを示す。
このような環のエネルギーシフト、放射寿命、励起子と双励起子の放出パターンは、個々の双極子の配向によって調整可能であることを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Collective optical excitations in dipole-coupled nanorings of sub-wavelength
spaced quantum emitters exhibit extreme sub-radiance and field confinement
facilitating an efficient and low-loss ring-to-ring energy transfer. We show
that energy shifts, radiative lifetimes, and emission patterns of excitons and
biexcitons in such rings can be tailored via the orientation of the individual
dipoles. Tilting the polarization from perpendicular to tangential to the ring
dramatically changes the lifetime of the symmetric exciton state from
superradiance to subradiance with the radiated field acquiring orbital angular
momentum. At a magic tilt angle all excitons are degenerate and the transport
fidelity between two rings exhibits a minimum. Further simulations suggest
that, for certain parameters, the decay decreases double-exponentially with the
emitter's density. Disorder in the rings' structure can even enhance radiative
lifetimes. The transport efficiency strongly depends on polarization and size,
which we demonstrate by simulating a bio-inspired example of two rings with 9
and 16 dipoles as found in biological light harvesting complexes (LHC). The
field distribution in the most superradiant state in a full LHC multi-ring
structure shows tight sub-wavelength field confinement in the central ring,
while long-lived subradiant states store energy in the outer rings.
- Abstract(参考訳): サブ波長空間量子エミッタの双極子結合ナノリングにおける集合的光励起は、効率良く低損失のリング対リングエネルギー移動を容易にする極端なサブ放射とフィールド閉じ込めを示す。
このような環内の励起子や双励起子のエネルギーシフト、放射寿命、放出パターンが個々の双極子の向きによって調整できることを示した。
垂直から接点から環への偏光を減衰させることで、対称励起子の状態の寿命を超放射から準放射へと劇的に変化させる。
魔法の傾き角では、全ての励起子は縮退し、2つの環間の輸送忠実度は最小となる。
さらなるシミュレーションにより、特定のパラメータにおいて、減衰はエミッタの密度と二重指数的に減少することが示唆される。
リングの構造上の障害は、放射寿命を高めることもできる。
輸送効率は偏光とサイズに強く依存しており、生物光収穫複合体(LHC)で見られるように、9と16の双極子を持つ2つの環の生物インスパイアされた例をシミュレートして示している。
フルLHC多環構造における最も高放射状態の電界分布は、中心環に密なサブ波長場閉じ込めを示す一方、長寿命の亜放射状態は外環にエネルギーを蓄積する。
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