用于单向光子耦合的非对称金刚石发射器
光学
2021-10-26 v1
摘要
将单光子耦合到光学系统的需求要求金刚石中带负电氮空位 (NV-) 发射器与波导或光学电路之间具备合适接口，以应用于量子网络系统及具有可控光子态的单向发射。在此，我们提出一种椭圆刻面 (ELFA) 金刚石纳米线与含布拉格光栅的混合非对称结构，其中含有带负电 NV 中心，用于高效且单向地光学耦合至光学纳米线。我们的计算表明，该结构朝椭圆刻面方向的耦合效率约 90%，反方向约 1%。此外，由于布拉格光栅辅助 ELFA 结构中电场强度增强，Purcell 因子得以提高。我们进一步观察到 ELFA+BG 结构具有更高手性常数——这表明高效单向光子耦合。通过集成两根椭圆刻面反向对齐的 ELFA 金刚石纳米线，可用于设计与开发复杂光学电路。此外，该结构也可用作在线偏振滤波器，以较高消光比仅反射某一特定模式（如 TE 模或 TM 模）。该混合结构有望用于量子光子学、量子非线性系统等多种应用。
引用
@article{arxiv.2110.12258,
title = {Asymmetric Diamond Emitters for Unidirectional Photon Coupling},
author = {Satyajit Murmu and Avijit Kumar and Rajan Jha},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.12258},
year = {2021}
}
备注
10 pages, Supplementary Information