論文の概要: Room Temperature Fiber-Coupled single-photon devices based on Colloidal Quantum Dots and SiV centers in Back Excited Nanoantennas

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.10679v1
• Date: Sun, 19 Mar 2023 14:54:56 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-21 17:55:05.432760
• Title: Room Temperature Fiber-Coupled single-photon devices based on Colloidal Quantum Dots and SiV centers in Back Excited Nanoantennas
• Title（参考訳）: バック励起ナノアンテナにおけるコロイド量子ドットとSiV中心を用いた室温ファイバ結合単一光子デバイス
• Authors: Boaz Lubotzky, Alexander Nazarov, Hamza Abudayyeh, Lukas Antoniuk, Niklas Lettner, Viatcheslav Agafonov, Anastasia V. Bennett, Jennifer A. Hollingsworth, Alexander Kubanek and Ronen Rapaport
• Abstract要約: 指向性は、ハイブリッド金属誘電性ブルゼーアンテナで達成される。 ジャガイモ中心に位置するサブ波長の穴にエミッタを配置することで、バック励起が許される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 91.6474995587871
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We demonstrate an important step towards on chip integration of single photon sources operating at room temperature fiber coupling of a directional quantum emitter with back-excitation. Directionality is achieved with a hybrid metal-dielectric bullseye antenna, while back-excitation is permitted by placement of the emitter at or in a sub-wavelength hole positioned at the bullseye center. Overall, the unique design enables a direct laser excitation from the back of the on-chip device and very efficient coupling of the highly collimated photon emission to either low numerical aperture (NA) free space optics or directly to an optical fiber from the front. To show the versatility of the concept, we fabricate devices containing either a colloidal quantum dot or a silicon-vacancy center containing nanodiamond, which are accurately coupled to the nano-antenna using two different nano-positioning methods. Both back-excited devices display front collection efficiencies of about 70 % at NAs as low as 0.5. Moreover, the combination of back-excitation with forward low-NA directionality enables direct coupling of the emitted photons into a proximal optical fiber without the need of any coupling optics, thereby facilitating and greatly simplifying future integration.
• Abstract（参考訳）: 我々は、指向性量子エミッタの室温ファイバ結合で動作する単一光子源のチップ統合とバック励起への重要な一歩を示す。 指向性はハイブリッドの金属誘電性ブルジーアンテナで達成され、バック励起はブルジー中心に位置するサブ波長のホールにエミッタを配置することで許容される。 全体として、このユニークな設計により、オンチップ装置の背面から直接レーザー励起が可能となり、高いコリメートされた光子放出を低数値開口(na)自由空間光学または正面からの光ファイバに直接結合することができる。 この概念の汎用性を示すため、ナノダイアモンドを含むコロイド量子ドットまたはシリコン空孔中心を含むデバイスを2つの異なるナノ配置法を用いてナノアンテナに正確に結合する。 両装置とも, NAsでは前向き収集効率が約70%, 0.5%であった。 さらに、バック励起とフォワード低NA方向の組み合わせにより、光子を結合光学を必要とせずに近光ファイバーに直結させ、将来の統合を容易にし、大幅に単純化することができる。

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