論文の概要: Optimized polarization state of transition dipole moment for chiral
light-matter interactions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.09253v1
- Date: Fri, 13 Oct 2023 17:10:22 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-16 11:48:54.828212
- Title: Optimized polarization state of transition dipole moment for chiral
light-matter interactions
- Title（参考訳）: キラル光間相互作用における遷移双極子モーメントの最適偏光状態
- Authors: Jakub Rosi\'nski, Micha{\l} Gawe{\l}czyk, Karol Tarnowski, Pawe{\l}
Karwat, Daniel Wigger, Pawe{\l} Machnikowski
- Abstract要約: 本稿では,QDの遷移双極子モーメントの楕円偏極の工学的手法を提案する。
ランダムなQD位置を考慮し、現実的な楕円偏極が有効方向結合面積を著しく増加させることを示した。
本研究は,QDベースのフォトニック集積回路において,効率的なキラルカップリングを実現するための有効な経路を示す。
- 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: Chiral coupling, enabling directional interactions between quantum dots (QDs)
and photonic crystal waveguide modes, holds the promise for enhancing quantum
information processing and communication. However, in epitaxial QD fabrication,
the lack of precise control over lateral QD positions poses a challenge for
achieving efficient chiral interfaces for large numbers of QDs. Conventionally,
circularly polarized emitters are considered, but their directional emission
area is rather small, leading to suboptimal overlap between highly directional
emission and large Purcell enhancement regions. To address these limitations,
we propose an innovative approach to engineering the elliptical polarization of
the QD's transition dipole moment to facilitate an efficient chiral interface.
By considering random QD positions, we demonstrate that realistic elliptical
polarization significantly increases the effective directional coupling area,
thereby improving the scalability of the device. Furthermore, an elliptically
polarized emitter offers improved overlap between regions of high
directionality and large Purcell enhancement. Our results present a viable path
for efficient chiral coupling in QD-based photonic integrated circuits,
bringing us closer to robust and scalable quantum networks with advanced
quantum information storage, processing, and communication capabilities.
- Abstract（参考訳）: 量子ドット(qds)とフォトニック結晶導波路モード間の方向相互作用を可能にするカイラルカップリングは、量子情報処理と通信の強化を約束している。
しかし, エピタキシャルqd作製において, 側方qd位置の精密制御の欠如は, 多数のqdに対して効率的なキラルインタフェースを実現するための課題である。
従来は円偏光エミッタが検討されているが、その指向性エミッタ領域は比較的小さいため、高指向性エミッタと大きなパーセル増強領域の間の最適重なりが生じる。
これらの制約に対処するため,我々は,qd遷移双極子モーメントの楕円分極を効率的に行うための革新的な手法を提案する。
ランダムなqd位置を考慮すれば,現実的楕円偏光が効果的な方向結合領域を著しく増加させ,デバイスのスケーラビリティを向上させることを実証する。
さらに、楕円偏光エミッタは、高い方向性領域と大きなパーセル増強領域の重なりを改善する。
以上の結果から,QDベースのフォトニック集積回路において,高効率なキラルカップリングが実現可能であり,高度な量子情報ストレージ,処理,通信機能を備えた,堅牢でスケーラブルな量子ネットワークに近づいた。
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