基于倾斜双曲超材料增强片上单光子提取的宽带特性
光学
2020-04-01 v2
摘要
片上量子光子学的一个基本构件是具有高重复率的单光子源，其可实现高速量子通信和量子信息处理等诸多应用。理想情况下，此类单光子源需要在宽光谱范围内具有较大的片上光子提取衰减率，即耦合到纳米光纤或波导中的激发光子速率。然而，这一目标迄今仍难以实现。本文提出一种可行方案，通过使双曲超材料的光轴相对于纳米光纤端面倾斜，来增强量子发射体的片上光子提取衰减率。重要的是，所揭示的方案适用于宽光谱范围内任意取向的量子发射体，例如对可见光可达约 80 nm。其 underlying 物理机制依赖于双曲超材料在其光轴被合理倾斜时涌现出的独特特性。即，若光轴未倾斜则本征受限在其内部的高-k（即波矢）双曲本征模，现在可与纳米光纤的导模实现动量匹配，且更重要的是，它们几乎无反射地安全耦合进纳米光纤。
引用
@article{arxiv.2003.12727,
title = {Broadband Enhancement of On-chip Single Photon Extraction via Tilted Hyperbolic Metamaterials},
author = {Lian Shen and Xiao Lin and Mikhail Shalaginov and Tony Low and Xianmin Zhang and Baile Zhang and Hongsheng Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.12727},
year = {2020}
}