論文の概要: The Truncated Metallo-dielectric Omnidirectional Reflector: Collecting Single Photons in the Fundamental Gaussian Mode with 95% Efficiency

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2008.02029v1
• Date: Wed, 5 Aug 2020 10:09:46 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-07 02:23:07.975559
• Title: The Truncated Metallo-dielectric Omnidirectional Reflector: Collecting Single Photons in the Fundamental Gaussian Mode with 95% Efficiency
• Title（参考訳）: Trncated Metallo-dielectric Omnidirectional Reflector:95%効率で基本ガウスモードで単一光子を収集する
• Authors: Wancong Li, Luis Morales-Inostroza, Weiwang Xu, Pu Zhang, Jan Renger, Stephan G\"otzinger, Xue-Wen Chen
• Abstract要約: 本稿では,単一エミッタからの単一光子を低発振基本ガウスモードに変換するアンテナ構造を提案する。 我々の装置は、望ましくない大角放射を抑え、小角欠陥誘導モード放出を高めるために全方位フォトニックバンドギャップを作成するという概念に依存している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.127645555053321
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We propose a novel antenna structure which funnels single photons from a single emitter with unprecedented efficiency into a low-divergence fundamental Gaussian mode. Our device relies on the concept of creating an omnidirectional photonic bandgap to inhibit unwanted large-angle emission and to enhance small-angle defect-guided-mode emission. The new photon collection strategy is intuitively illustrated, rigorously verified and optimized by implementing an efficient body-of-revolution finite-difference time-domain method for in-plane dipole emitters. We investigate a few antenna designs to cover various boundary conditions posed by fabrication processes or material restrictions and theoretically demonstrate that collection efficiencies into the fundamental Gaussian mode exceeding 95% are achievable. Our antennas are broadband, insensitive to fabrication imperfections and compatible with a variety of solid-state emitters such as organic molecules, quantum dots and defect centers in diamond. Unidirectional and low-divergence Gaussian-mode emission from a single emitter may enable the realization of a variety of photonic quantum computer architectures as well as highly efficient light-matter interfaces.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,単一エミッタからの単一光子を前代未聞の効率で低発散基本ガウスモードに発振するアンテナ構造を提案する。 我々の装置は、望ましくない大角放射を抑え、小角欠陥誘導モード放出を高めるために全方位フォトニックバンドギャップを作成するという概念に依存している。 新しい光子収集戦略は、面内双極子エミッタに対する効率的なボディー・オブ・リフレクション有限差分時間法を実装することにより、直感的に、厳密に検証され、最適化される。 製造プロセスや材料制限によって生じる様々な境界条件を網羅するアンテナの設計について検討し,95%を超える基本ガウスモードの収集効率が達成可能であることを理論的に示す。 私たちのアンテナは広帯域で、製造の不完全さに敏感で、有機分子、量子ドット、ダイヤモンドの欠陥中心などの様々な固体エミッタと互換性があります。 単一エミッタからの一方向および低偏差ガウスモードの放出は、様々なフォトニック量子コンピュータアーキテクチャや高効率な光物質インタフェースの実現を可能にする。

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