論文の概要: Chiral quantum optics in broken-symmetry and topological photonic
crystal waveguides
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.02828v1
- Date: Thu, 4 Nov 2021 12:45:31 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-09 04:41:55.530845
- Title: Chiral quantum optics in broken-symmetry and topological photonic
crystal waveguides
- Title(参考訳): 破壊対称性およびトポロジカルフォトニック結晶導波路におけるキラル量子光学
- Authors: Nils Hauff, Stephen Hughes, Hanna Le Jeannic, Peter Lodahl and Nir
Rotenberg
- Abstract要約: オンチップのキラル量子光マターインタフェースは、効率的なスピン-光子結合、非相互フォトニック素子、量子論理アーキテクチャのための有望なプラットフォームを提供する。
本研究では, 従来およびトポロジカルフォトニック結晶導波路の性能を, キラルエミッタ-光子界面として定量化するためのフルウェーブ3次元計算法を提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: On-chip chiral quantum light-matter interfaces, which support directional
interactions, provide a promising platform for efficient spin-photon coupling,
non-reciprocal photonic elements, and quantum logic architectures. We present
full-wave three-dimensional calculations to quantify the performance of
conventional and topological photonic crystal waveguides as chiral
emitter-photon interfaces. Specifically, the ability of these structures to
support and enhance directional interactions while suppressing subsequent
backscattering losses is quantified. Broken symmetry waveguides, such as the
non-topological glide-plane waveguide and topological bearded interface
waveguide are found to act as efficient chiral interfaces, with the topological
waveguide modes allowing for operation at significantly higher Purcell
enhancement factors. Finally, although all structures suffer from
backscattering losses due to fabrication imperfections, these are found to be
smaller at high enhancement factors for the topological waveguide. These
reduced losses occur because the optical mode is pushed away from the
air-dielectric interfaces where scattering occurs, and not because of any
topological protection. These results are important to the understanding of
light-matter interactions in topological photonic crystals and to the design of
efficient, on-chip chiral quantum devices.
- Abstract(参考訳): 指向性相互作用をサポートするオンチップキラル量子光マターインタフェースは、効率的なスピン光子結合、非相互フォトニック素子、量子論理アーキテクチャのための有望なプラットフォームを提供する。
本稿では,従来およびトポロジカルフォトニック結晶導波路のキラルエミッタ-光子界面としての性能を定量化するために,全波3次元計算を行う。
特に、後続の後方散乱損失を抑制しながら、方向的相互作用をサポートし、強化するこれらの構造の能力は定量化される。
非トポロジカルグライド平面導波路やトポロジカルヒゲッド界面導波路などの破壊対称性導波路は効率的なキラル界面として機能し、トポロジカル導波路モードはより高いパーセルエンハンスメント因子で操作可能である。
最後に、すべての構造は製造不完全性による後方散乱損失に悩まされるが、これらはトポロジカル導波路の高増強係数で小さくなる。
これらの損失は、散乱が発生する空気-誘電界面から光モードが押し出され、位相的保護のためではないため生じる。
これらの結果は、トポロジカルフォトニック結晶における光-物質相互作用の理解と、効率的なオンチップキラル量子デバイスの設計に重要である。
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