由手性奇异点工程化的等离激元共振增强的相干光-物质相互作用与室温量子产率

等离激元共振的强耗散不利于量子操控。为增强量子相干性，我们提出通过与工作在手性奇异点（CEP）的光子腔集成来剪裁等离激元共振的局域态密度（LDOS），其中光场相位可提供新的自由度以灵活操控量子态。采用量子化少模理论揭示，所提出的混合腔的LDOS可演化为亚洛伦兹线形，线宽窄化一个数量级，并且相较于无CEP的通常等离激元-光子腔额外有最高八倍的增强。这导致相干光-物质相互作用增强，同时极化激元态的耗散降低。此外，基于本征模分解的散射理论阐明了CEP处量子产率显著改善的两个机制：法诺干涉对等离激元吸收的抑制，以及通过超散射对等腔辐射的增强。重要的是，我们发现后者可在室温下实现近统一的量子产率；作为回报，高量子产率有利于通过测量量子发射体的荧光寿命来实验验证CEP处增强的LDOS。因此，我们的工作表明，CEP工程化环境中的等离激元共振可作为一个有前景的平台，用于借助开放光学谐振腔的非厄米性探索量子态控制，并构建用于传感、光谱学、量子信息处理和量子计算的高性能量子器件。