芯片兼容的量子等离子体发射器
量子物理
2019-10-09 v1 应用物理
光学
摘要
集成按需单光子源对于实现光子量子信息处理系统至关重要。为了实现实用的量子光子器件，固态量子发射器的发射速率需要大幅增强，且发射的信号必须直接耦合到片上电路。与等离子体天线耦合最能实现光子发射速率的提升，而通过将发射器直接耦合到光子波导可轻松实现片上集成。实用器件的实现要求在单一架构中同时实现发射加速与高效输出耦合。在此，我们提出了一种新颖的平台，将片上兼容性与高辐射发射速率有效结合，即一种量子等离子体发射器。所提出的发射器以纳米金刚石中的单个氮空位（NV）中心作为量子发射器，其平均荧光寿命缩短因子达到约 7000 倍的创纪录水平。带有单个 NV 的纳米金刚石夹在两层银膜之间，将一半以上的发射耦合到面内传播的表面等离子体极化激元中。这种简单、紧凑且可扩展的架构朝着实用化高速片上量子网络的实现迈出了关键一步。
引用
@article{arxiv.1910.03005,
title = {Chip-compatible quantum plasmonic launcher},
author = {Chin-Cheng Chiang and Simeon I. Bogdanov and Oksana A. Makarova and Xiaohui Xu and Soham Saha and Deesha Shah and Di Wang and Alexei S. Lagutchev and Alexander V. Kildishev and Alexandra Boltasseva and Vladimir M. Shalaev},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.03005},
year = {2019}
}