論文の概要: Disordered ensembles of strongly coupled single-molecule plasmonic
picocavities as nonlinear optical metamaterials
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.00852v2
- Date: Mon, 21 Feb 2022 00:54:25 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-05 20:00:13.034955
- Title: Disordered ensembles of strongly coupled single-molecule plasmonic
picocavities as nonlinear optical metamaterials
- Title（参考訳）: 非線形光学メタマテリアルとしての強結合単分子プラズモニック・ピカボビティの異常アンサンブル
- Authors: Felipe Herrera and Marina Litinskaya
- Abstract要約: 本稿では, ナノスケール強結合で実現したマクロコヒーレント非線形光学素子として, 分子ピオカビアンサンブルを用いることを提案する。
現実的な分子障害モデルでは,10kW/cm$2$程度の弱い光場の異相変調が室温での分子像の希薄アンサンブルを用いて実現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: We propose to use molecular picocavity ensembles as macroscopic coherent
nonlinear optical devices enabled by nanoscale strong coupling. For a generic
picocavity model that includes molecular and photonic disorder, we derive
theoretical performance bounds for coherent cross-phase modulation signals
using weak classical fields of different frequencies. We show that strong
coupling of the picocavity {\it vacua} with a specific vibronic sideband in the
molecular emission spectrum results in a significant variation of the effective
refractive index of the metamaterial relative to a molecule-free scenario, due
to a vacuum-induced Autler-Townes effect. For a realistic molecular disorder
model, we demonstrate that cross-phase modulation of optical fields as weak as
10 kW/cm$^2$ is feasible using dilute ensembles of molecular picocavities at
room temperature, provided that the confined vacuum is not resonantly driven by
the external probe field}. Our work paves the way for the development of
plasmonic metamaterials that exploit strong coupling for optical state
preparation and quantum control.
- Abstract（参考訳）: ナノスケールの強結合により実現される非線形光学素子として分子ピコキャビティアンサンブルを用いる。
分子およびフォトニック障害を含む一般的なピコキャビティモデルでは、異なる周波数の弱い古典場を用いたコヒーレント位相変調信号の理論的性能境界を求める。
分子放出スペクトルにおけるピコキャビティ(英語版) {\it vacua} と特定のビブロンサイドバンドとの強い結合は、真空誘起オートラータウン効果により、分子フリーシナリオと比較してメタマテリアルの効果的な屈折率を著しく変化させることが示されている。
現実的な分子障害モデルでは、10kW/cm$^2$程度の弱い光場の交叉位相変調が室温での分子像の希薄アンサンブルを用いて実現可能であることを示す。
我々の研究は、光学状態の準備と量子制御のために強い結合を利用するプラズモニックメタマテリアルの開発の道を開く。
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