論文の概要: Collectively Driven Optical Nanoantennas
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2006.13007v2
- Date: Sun, 22 Nov 2020 02:20:24 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-13 04:41:04.065911
- Title: Collectively Driven Optical Nanoantennas
- Title（参考訳）: 集合駆動型光ナノアンテナ
- Authors: Jian Wen Choong, Nikita Nefedkin, and Alex Krasnok
- Abstract要約: コヒーレント励起は、アンテナ多極体を制御し、非放射状態のオンデマンド励起を可能にする。
この研究は、超高性能なナノフォトニクスデバイスにおける集合励起の使用方法を明らかにする。
- 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: Optical nanoantennas, i.e., elements transforming localized light or
waveguide modes into freely propagating fields and vice versa, are vital
components for modern nanophotonics. Optical antennas have been demonstrated to
cause the Dicke superradiance effect, i.e., collective spontaneous emission of
quantum sources. However, the impact of coherent excitation on the antenna
performance, such as directivity, efficiency, and Purcell effect, remains
mostly unexplored. Herein, using full-wave numerical simulations backed by a
quantum model, we unveil that coherent excitation allows controlling antenna
multipoles, on-demand excitation of nonradiative states, enhanced directivity
and improves antenna radiation efficiency. This collective excitation
corresponds to the states with nonzero dipole moment in the quantum picture,
where the quantum phase is well defined. The results of this work bring another
degree of freedom - the collective phase of an ensemble of quantum emitters -
to control optical nanoantennas and, as such, pave the way to the use of
collective excitations for nanophotonic devices with superb performance. To
make the discussion independent of the frequency range, we consider the
all-dielectric design and use dimensionless units.
- Abstract（参考訳）: 光ナノアンテナ、すなわち局所光または導波路モードを自由に伝播する場に変換する要素は、現代のナノフォトニクスにとって不可欠な構成要素である。
光アンテナはディッケ超放射効果、すなわち量子源の集団自発放出を引き起こすことが示されている。
しかし、指向性、効率性、パーセル効果などのアンテナ性能に対するコヒーレント励起の影響はほとんど解明されていない。
本稿では,量子モデルに基づく全波数値シミュレーションを用いて,コヒーレント励起によりアンテナ多極の制御,非放射状態のオンデマンド励起,指向性の向上,アンテナ放射効率の向上が期待できることを示す。
この集合励起は、量子図形の非ゼロ双極子モーメントを持つ状態に対応し、量子相はよく定義される。
この研究の結果、量子エミッタの集合的な位相が光ナノアンテナを制御し、超高性能なナノフォトニクスデバイスに集合的な励起を使用する方法が導かれるという、別の自由度がもたらされた。
周波数範囲に依存しない議論を行うため,全誘電体設計を考慮し,無次元単位を用いる。
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