論文の概要: Spatially resolved photon statistics of general nanophotonic systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.19777v2
- Date: Thu, 05 Dec 2024 08:16:02 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-06 11:19:22.772121
- Title: Spatially resolved photon statistics of general nanophotonic systems
- Title（参考訳）: 一般ナノフォトニクス系の空間分解光子統計
- Authors: Maksim Lednev, Diego Fernández de la Pradilla, Frieder Lindel, Esteban Moreno, Francisco J. García-Vidal, Johannes Feist,
- Abstract要約: 本稿では、任意の電磁環境において、空間と周波数で解決された光子統計情報にアクセスする新しい方法を提案する。
マクロなQEDフレームワーク内では,複雑な量子系に対する電場相関を計算するための実用的なツールが開発されている。
本研究では, プラズモンナノ粒子に近接した1および2個のエミッタの光子相関について検討し, 提案手法の有効性とロバスト性を実証した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: While experimental measurements of photon correlations have become routine in laboratories, theoretical access to these quantities for the light generated in complex nanophotonic devices remains a major challenge. Current methods are limited to specific simplified cases and lack generality. Here we present a novel method that provides access to photon statistics resolved in space and frequency in arbitrary electromagnetic environments. Within the macroscopic QED framework, we develop a practical tool to compute electric field correlations for complex quantum systems by including lossy two-level systems that act as field detectors within the system. To make the implementation feasible, we use a recently developed multi-emitter few-mode quantization method to correctly account for fully retarded light propagation to the detectors. We demonstrate the effectiveness and robustness of the proposed technique by studying the photon correlations of one and two emitters in close proximity to a plasmonic nanoparticle. The simulations show that even in these relatively simple configurations, the light statistics exhibit a strong angular dependence. These results highlight the importance of going beyond conventional quantum-optical approaches to fully capture the analyzed physical effects and enable the study of the quantum light generation in realistic nanophotonic devices.
- Abstract（参考訳）: 実験室では光子相関の実験的測定が日常的に行われているが、複雑なナノフォトニクスデバイスで生成された光に対する理論的アクセスは大きな課題である。
現在の方法は、特定の単純化されたケースに限られており、一般性がない。
ここでは、任意の電磁環境における空間と周波数で解決された光子統計へのアクセスを提供する新しい方法を提案する。
マクロなQEDフレームワーク内では、複雑な量子系の電界相関を計算するための実用的なツールが開発され、システム内の電界検出器として機能する2レベルシステムの損失を含む。
近年開発されたマルチエミッタ数モード量子化法を用いて,検出器への完全遅延光伝搬を正確に説明する。
本研究では, プラズモンナノ粒子に近接した1と2のエミッタの光子相関について検討し, 提案手法の有効性とロバスト性を実証した。
シミュレーションにより、これらの比較的単純な構成であっても、光統計は強い角依存性を示すことが示された。
これらの結果は、分析された物理的効果を完全に捉え、現実的なナノフォトニクスデバイスにおける量子光の発生の研究を可能にするために、従来の量子光学的アプローチを超えることの重要性を強調している。
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