論文の概要: Voltage tunable quantum control of extraordinary optical transmission in
the visible regime
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.02949v1
- Date: Mon, 6 Nov 2023 08:31:37 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-07 15:00:15.373484
- Title: Voltage tunable quantum control of extraordinary optical transmission in
the visible regime
- Title（参考訳）: 可視光状態における異常光伝送の電圧可変量子制御
- Authors: Hira Asif, Alpan Bek, Mehmet Emre Tasgin, Ramazan Sahin
- Abstract要約: 2レベル量子エミッタ(QE)とプラズモン共鳴を結合させることにより、可視状態における異常光伝送(EOT)のコヒーレント量子制御を実証する。
提案手法は、EOT信号のアクティブ電子制御を提供し、集積フォトニック回路において実現可能かつコンパクトな素子となる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.765106384328772
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum control of integrated photonic devices has emerged as a powerful tool
to overcome signal losses and obtain dynamic control over photon energies,
without complex device customization. Here, we demonstrate the coherent quantum
control of extraordinary optical transmission (EOT) in the visible regime by
coupling plasmon resonances with a two-level quantum emitter (QE). We optimize
the spectral response of plasmon-emitter coupled system in the light of coupled
harmonic oscillator model. We analyze the shift in the resonance frequency of
plasmon modes by varying the transition frequency of QE through external bias
voltage. By sweeping the emission linewidth of QE from green to red light,
hybrid mode resonance frequency shifts to longer wavelength with maximum energy
shift upto 181 meV. Due to coherent coupling of phase-locked modes in the
presence of QE, the lifetime of ultrafast plasmon enhances to an order of
magnitude. We discuss the impact of spectral and temporal modulation of plasmon
resonances on the characteristics of EOT signal through 3D finite difference
time domain (FDTD) method. Our proposed method provides the active electronic
control of EOT signal which makes it a feasible and compact element in
integrated photonic circuits, for bio-sensing, high resolution imaging, and
molecular spectroscopy applications.
- Abstract（参考訳）: 集積フォトニックデバイスの量子制御は、複雑なデバイスのカスタマイズなしに信号損失を克服し、光子エネルギーを動的に制御するための強力なツールとして登場した。
本稿では、プラズモン共鳴と2レベル量子エミッタ(QE)を結合させることにより、可視状態における異常光伝送(EOT)のコヒーレント量子制御を実証する。
プラズモン-エミッタ結合系の高調波振動子モデルにおけるスペクトル応答を最適化する。
外部バイアス電圧によるqeの遷移周波数を変化させることで、プラズモンモードの共鳴周波数のシフトを分析する。
緑から赤へのQEの放出線幅を網羅することにより、ハイブリッドモード共鳴周波数は181 meVまでの最大エネルギーシフトで長波長にシフトする。
QEの存在下での位相同期モードのコヒーレントカップリングにより、超高速プラズモンの寿命は桁違いに増大する。
プラズモン共鳴のスペクトル変調と時間変調が3次元有限差分時間領域(FDTD)法によるEOT信号の特性に及ぼす影響について検討した。
提案手法は, バイオセンシング, 高分解能イメージング, 分子分光法において, 集積フォトニック回路において, 実現可能かつコンパクトな素子となるEOT信号のアクティブ電子制御を実現する。
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