論文の概要: Voxel-scale quantum state control in nanorod ensembles using reconfigurable needle beams

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.07767v1
• Date: Thu, 09 Oct 2025 04:10:04 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-10 17:54:14.860131
• Title: Voxel-scale quantum state control in nanorod ensembles using reconfigurable needle beams
• Title（参考訳）: 再構成可能な針ビームを用いたナノロッドアンサンブルのボクセルスケール量子状態制御
• Authors: G. A. Mantashian, D. B. Hayrapetyan, P. A. Mantashyan,
• Abstract要約: GaAsに埋め込まれたInAsナノロッドの量子光学応答を選択的に切り替えることができる。 光照射されたナノロッドとダークナノロッドの活性化比は、発光ピーク位置を連続的に制御する。 このコンセプトは、再構成可能な量子エミッタ、回折光学、オンチップのスローライトコンポーネントへの低クロストーク、ウェハスケールのルートを提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Precisely addressing single nanostructures inside dense ensembles remains a bottleneck for scalable photonic and quantum information devices. Here we demonstrate, through comprehensive finite element and variational Monte-Carlo modelling, that a reconfigurable three-dimensional array of needle shaped beams can selectively switch the quantum optical response of individual InAs nanorods embedded in GaAs. By tuning the local non resonant intensity pattern the exciton and biexciton energies were calculated, electromagnetically induced transparency (EIT) windows were examined, and correspondingly near-field diffraction carpets were dynamically reshaped. A single parameter the activation ratio between illuminated and dark nanorods provides continuous control over photoluminescence peak position (80 meV) and EIT bandwidth (six times). We further predict fully programmable Talbot self-imaging in nanorod arrays with sub-wavelength pitch. Importantly, the observed Talbot carpets enable spatially resolved identification of which nanorods were excited, offering a powerful diagnostic for verifying structured-light activation schemes. The concept offers a low crosstalk, wafer scale route toward reconfigurable quantum emitters, tunable diffractive optics and on-chip slow-light components.
• Abstract（参考訳）: 高密度アンサンブル内の単一ナノ構造に正確に対処することは、スケーラブルなフォトニックおよび量子情報デバイスにおいてボトルネックとなっている。 ここでは、包括的有限要素と変分モンテカルロモデリングを通して、針状ビームの再構成可能な3次元配列は、GaAsに埋め込まれた個々のInAsナノロッドの量子光学応答を選択的に切り替えることができることを示した。 局所非共振強度パターンを調整し, 励起子とバイエクシトンエネルギーを算出し, 電磁誘導透過(EIT)窓を調査し, 次いで近接場回折カーペットを動的に変形させた。 光照射されたナノロッドとダークナノロッドの活性化比は、発光ピーク位置(80 meV)とEIT帯域幅(6倍)を連続的に制御する。 さらに、サブ波長ピッチを持つナノロッドアレイにおける完全プログラム可能なTalbot自己画像の予測を行う。 重要なことに、観測されたタルボットカーペットは、どのナノロッドが興奮しているかを空間的に解決し、構造化光の活性化スキームを検証するための強力な診断を提供する。 このコンセプトは、再構成可能な量子エミッタ、調整可能な回折光学、オンチップのスローライトコンポーネントへの低クロストーク、ウェハスケールのルートを提供する。

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