薄层介质和等离子体体系中集体单光子发射与能量传递
光学
2025-06-04 v1 介观与纳米尺度物理
量子物理
摘要
我们研究了嵌入在薄高折射率介质层（如六方晶硼酸盐 hBN）中的多个量子发射体的集体光子衰减过程，考察带无金属基底和金属基底两种情况。首先我们探讨了包括表面等离子体模式在内的引导模在相同单光子发射体（超辐射与亚辐射）集体衰减中的重要作用。意想不到的是，在与集体发射相关的距离尺度上，引导模或表面等离子体模式并不总是增强集体发射。我们识别出了受阻抑制集体发射的配置，以及由于引导模导致偶极子相互作用增强的其他配置。我们以局部光学态密度和横向光学态密度来解释这些结果。在相同的结构中，我们还展示了一个在金属基底上的介质层中实现强F"orster共振能量传递的极佳配置。我们将结果与能量传递效率的理论极限进行比较。
关键词
引用
@article{arxiv.2412.16000,
title = {Collective single-photon emission and energy transfer in thin-layer dielectric and plasmonic systems},
author = {Mads A. Jørgensen and Devashish Pandey and Ehsan Amooghorban and Sanshui Xiao and Nicolas Stenger and Martijn Wubs},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.16000},
year = {2025}
}
备注
16 pages, 6 figures. To be published in Nanophotonics