論文の概要: Adjoint-optimized nanoscale light extractor for nitrogen-vacancy centers in diamond

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2007.04545v2
• Date: Wed, 7 Oct 2020 22:37:43 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-10 21:34:26.693532
• Title: Adjoint-optimized nanoscale light extractor for nitrogen-vacancy centers in diamond
• Title（参考訳）: ダイヤモンド中の窒素空孔中心に対する結合最適化ナノスケール光抽出器
• Authors: Raymond A. Wambold, Zhaoning Yu, Yuzhe Xiao, Benjamin Bachman, Gabriel Jaffe, Shimon Kolkowitz, Jennifer T. Choy, Mark A. Eriksson, Robert J. Hamers, Mikhail A. Kats
• Abstract要約: バルクダイアモンド中の浅い負電荷窒素空孔中心から放射されるブロードバンド光の効率よくアウトカップリングとビームを行うナノスケール光抽出器(NLE)。 NLEはダイヤモンド上にパターン化されたシリコン層で構成され、ダイヤモンド表面のエッチングを必要としない。
• 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: We designed a nanoscale light extractor (NLE) for efficient outcoupling and beaming of broadband light emitted by shallow, negatively charged nitrogen-vacancy (NV) centers in bulk diamond. The NLE consists of a patterned silicon layer on diamond and requires no etching of the diamond surface. Our design process is based on adjoint optimization using broadband time-domain simulations and yields structures that are inherently robust to positioning and fabrication errors. Our NLE functions like a transmission antenna for the NV center, enhancing the optical power extracted from an NV center positioned 10 nm below the diamond surface by a factor of more than 35, and beaming the light into a +/-30{\deg} cone in the far field. This approach to light extraction can be readily adapted to other solid-state color centers.
• Abstract（参考訳）: バルクダイアモンド中の浅い負電荷窒素空孔(NV)中心から放射されるブロードバンド光の効率よくアウトカップリングとビームを行うナノスケール光抽出器(NLE)を設計した。 NLEはダイヤモンド上にパターン化されたシリコン層で構成され、ダイヤモンド表面のエッチングを必要としない。 設計プロセスは,広帯域時間領域シミュレーションを用いた随伴最適化を基本とし,測位や製造誤差に本質的に頑健な構造を導出する。 我々のNLEは、NV中心の送信アンテナのように機能し、ダイヤモンド表面の10nm下に位置するNV中心から抽出された光力を35倍に向上させ、遠方界の+/-30{\deg}錐体に光を照射する。 この光抽出アプローチは、他の固体色中心に容易に適用できる。

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