用于增强量子双光子源的非周期带隙结构

本文提出一种新方法，利用基于 Eisenstein 素数和高斯素数非周期分布的 photonic 结构多重分形光学模密度，来增强双光子自发辐射过程的效率。特别地，结合精确 Mie-Lorenz 多极理论与多重分形去趋势波动分析，我们计算了周期与非周期系统的局域态密度，并展示了介电纳米圆柱散射阵列中具独特分形标度行为的完全带隙的形成。此外，我们系统研究了这些新型非周期光子系统中的 Purcell 增强与最局域化光学模共振，并基于一般格林张量方法计算了其双光子自发辐射率。我们的结果表明，在宽带多重分形谱上激发 Eisenstein 与高斯光子阵列的强共振临界态，相较于在尺寸相当的周期性结构带边处可能实现的发射率，显著增强了发射率。除定义了片上增强量子双光子源的新方法外，具有多重分形模密度的非周期带隙结构工程或可通向多尺度不变真空中的新型电磁共振现象，以用于量子纳米光子学应用。