論文の概要: Strip-Loaded Nanophotonic Interfaces for Resonant Coupling and Single-Photon Routing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.02372v1
- Date: Mon, 5 Aug 2024 10:53:20 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-06 13:46:54.829652
- Title: Strip-Loaded Nanophotonic Interfaces for Resonant Coupling and Single-Photon Routing
- Title（参考訳）: 共振結合と単光子ルーティングのためのストリップローディングナノフォトニックインタフェース
- Authors: Katharine Snow, Fatemeh Moradiani, Hamidreza Siampour,
- Abstract要約: 共振結合と光子ルーティング効率の向上を目的としたストリップ装荷ナノフォトニックインタフェースの設計とシミュレーションについて報告する。
我々の設計では、誘導モードは高インデックス薄膜によって平面内に閉じ込められ、低インデックスストリップによって横に緩く閉じ込められている。
本稿では, ポリマーを用いたブラッグ格子キャビティとリング共振器を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We report on the design and simulation of strip-loaded nanophotonic interfaces aimed at improving resonant coupling and photon routing efficiency. In our design, the guided mode is confined within a plane by a high-index thin film and is loosely confined laterally by a lower index strip. Using a hydrogen silsesquioxane (HSQ) strip, titanium dioxide core, and silicon dioxide substrate, we optimise the waveguide dimensions for maximum lateral confinement of light. Specifically, we propose a polymer-based Bragg grating cavity and ring resonator that achieve near-optimal mode volumes and high Q-factors. Our simulations suggest that a cavity with a mode volume of V_{\text{eff}} \approx 7.0 \left(\frac{\lambda}{n}\right)^3 and a Q-factor of 7000 can produce photons with 97% indistinguishability at 4K. Additionally, we investigate directional couplers for efficient photon routing, comparing photonic and plasmonic material structures. While pure photonic structures demonstrate lower loss and improved quality factors, they face practical limitations in terms of bending radius. Conversely, plasmonic structures offer shorter bending radii but higher propagation losses. This research lays the groundwork for future nanophotonic designs, aiming to enhance photon generation and routing capabilities for quantum optical applications.
- Abstract（参考訳）: 共振結合と光子ルーティング効率の向上を目的としたストリップ装荷ナノフォトニックインタフェースの設計とシミュレーションについて報告する。
我々の設計では、誘導モードは高インデックス薄膜によって平面内に閉じ込められ、低インデックスストリップによって横に緩く閉じ込められている。
水素シリセスキオキサン (HSQ) ストリップ, 二酸化チタンコア, 二酸化ケイ素基板を用いて, 光の最大横方向閉じ込めのために導波路寸法を最適化する。
具体的には, ポリマーを用いたブラッググレーティングキャビティとリング共振器を提案する。
シミュレーションにより, V_{\text{eff}} \approx 7.0 \left(\frac{\lambda}{n}\right)^3 のモード体積と 7000 の Q-factor の空洞は, 4K で 97% の光子を生成できることが示唆された。
さらに,光子ルーティングの効率化に向けた指向性カプラについて検討し,フォトニック構造とプラズモニック材料構造を比較した。
純粋なフォトニック構造は損失を減らし、品質を向上するが、曲げ半径の面では実用的な制限に直面している。
逆に、プラズモニック構造は短い曲げ半径を提供するが、高い伝播損失を与える。
本研究は、量子光学応用のための光子生成とルーティング機能の向上を目的とした、将来のナノフォトニクス設計の基礎となるものである。
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