論文の概要: Resonant structure for improved directionality and extraction of single photons
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.04197v2
- Date: Wed, 8 May 2024 09:52:48 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-09 13:25:23.596883
- Title: Resonant structure for improved directionality and extraction of single photons
- Title（参考訳）: 単光子の指向性向上と抽出のための共鳴構造
- Authors: Sagar Chowdhury, Rituraj, Srini Krishnamurthy, Vidya Praveen Bhallamudi,
- Abstract要約: 我々は, ダイヤモンド中の窒素空孔欠陥センター(NV)に適した準曲面を設計した。
我々の設計は、主に前方の20度の領域で発光する、高い指向性エミッションを達成する。
これにより、ファイバベースのコレクションを含む光の収集がより効率的になる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9321083394782582
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Fluorescent atomic defects, especially in dielectric materials, such as diamond are quite promising for several emerging quantum applications. However, efficient light extraction, directional emission, and narrow spectral emission are key challenges. We have designed dielectric metasurface exploiting Mie-resonance and the Kerker condition to address these issues. Our designed diamond metasurface, tailored for nitrogen-vacancy (NV) defect centers in diamond, predicts up to 500x improvement in the collection of 637 nm (zero phonon line) photons over that from the bare diamond. Our design achieves highly directional emission, predominantly emitting in a 20 degree lobe in the forward direction. This makes light collection more efficient, including for fiber-based collection. The predicted results are stable against the position of the emitter placed in the metaelement, thus alleviating the challenging fabrication requirement of precise positioning of the defect center. Equally importantly, our design approach can be applied to enhance single photon emission also from other defects such as SiV, other materials such as hBN, and other sources such as quantum dots.
- Abstract（参考訳）: ダイヤモンドのような誘電体材料における蛍光性原子欠陥は、いくつかの新しい量子応用に非常に有望である。
しかし、効率的な光抽出、指向性放出、狭いスペクトル放出は重要な課題である。
我々はこれらの問題に対処するために,三重共鳴とカーカー条件を利用した誘電体メタ曲面を設計した。
我々の設計したダイヤモンド準曲面は、ダイヤモンドの窒素空洞(NV)欠陥中心に適合し、素ダイヤモンドの637nm(ゼロフォノン線)光子の収集において最大500倍の改善が予測される。
我々の設計は、主に前方の20度の領域で発光する、高い指向性エミッションを達成する。
これにより、ファイバベースのコレクションを含む光の収集がより効率的になる。
予測結果は, メタエレメントに配置されたエミッタの位置に対して安定であり, 欠陥中心の正確な位置決めの困難な製造要件を緩和する。
同様に、我々の設計アプローチは、SiVのような他の欠陥、hBNのような他の材料、および量子ドットのような他の源からの単一光子放出を高めるために適用することができる。
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