論文の概要: Ultrafast and highly collimated radially polarized photons from a colloidal quantum dot in a hybrid nanoantenna at room-temperature
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.06523v2
- Date: Sun, 24 Mar 2024 07:36:28 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-27 01:06:08.538383
- Title: Ultrafast and highly collimated radially polarized photons from a colloidal quantum dot in a hybrid nanoantenna at room-temperature
- Title（参考訳）: 室温ハイブリッドナノアンテナにおけるコロイド量子ドットからの超高速で高濃度の放射偏光光子
- Authors: Alexander Nazarov, Yuval Bloom, Boaz Lubotzky, Hamza Abudayyeh, Annika Mildner, Lorenzo Baldessarini, Yuval Shemla, Eric G. Bowes, Monika Fleischer, Jennifer A. Hollingsworth, Ronen Rapaport,
- Abstract要約: 室温装置は、非常に高い速度で高方向性の放射偏光光子を生成する。
放出された光子は、定量値に基づいて非常に高い放射偏光(>93%)を持つことができる。
本研究は, ナノ構造デバイスにおける放射偏光の基本的な理解に寄与し, 実用化への道を開いた。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 33.013211742281996
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: To harness the potential of radially polarized single photons in applications such as high-dimensional quantum key distribution (HD-QKD) and quantum communication, we demonstrate an on-chip, room-temperature device, which generates highly directional radially polarized photons at very high rates. The photons are emitted from a giant CdSe/CdS colloidal quantum dot (gQD) accurately positioned at the tip of a metal nanocone centered inside a hybrid metal-dielectric bullseye antenna. We show that due to the large and selective Purcell enhancement specifically for the out-of-plane optical dipole of the gQD, the emitted photons can have a very high degree of radial polarization (>93%), based on a quantitative metric. Our study emphasizes the importance of accurate gQD positioning for optimal radial polarization purity through extensive experiments and simulations, which contribute to the fundamental understanding of radial polarization in nanostructured devices and pave the way for implementation of such systems in practical applications using structured quantum light.
- Abstract（参考訳）: 高次元量子鍵分布(HD-QKD)や量子通信などの応用における放射偏光単一光子のポテンシャルを活用するために,高方向の放射偏光光子を高速度で生成するオンチップ,室温デバイスを実証した。
これらの光子は、ハイブリッド金属-誘電性ブルゼーアンテナの中に位置する金属ナノコーンの先端に正確に位置決めされた巨大なCdSe/CdSコロイド量子ドット(gQD)から放出される。
我々は、gQDの平面外光双極子に特有なパーセルの大規模かつ選択的拡張により、発光された光子は、定量値に基づいて非常に高い放射偏光(>93%)を持つことができることを示した。
本研究は, ナノ構造デバイスにおける放射偏光の基本的な理解に寄与し, 構造量子光を用いた実用化への道を開くことによる, 広範囲な実験とシミュレーションを通じて, 最適放射偏光純度に対する正確なgQD位置決めの重要性を強調した。
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