基于镜面上纳米粒子构型的混合光子-等离激元腔
光学
2022-09-07 v1
摘要
混合光子-等离激元腔已成为增强光-物质相互作用的新平台，能够以单独光子或等离激元腔均无法实现的独特方式提高Purcell因子。在迄今提出的混合腔中，主要由金属蝴蝶结天线构成，由光刻可重复定义的等离激元间隙尺寸受限至最小值约10 nm。镜面上纳米粒子（NPoM）腔在实现最小可能模式体积方面远为优越，因其可创建小于1 nm的间隙。在此，我们设计了一种结合NPoM等离激元腔与工作在横磁（TM）偏振下的介质纳米梁光子晶体腔的混合腔。金属纳米粒子可放置得非常接近（< 1 nm）介质腔上表面，该表面充当低反射率镜面。我们通过数值计算证明，此类混合等离激元-光子腔结构展现的品质因数Q高于10^{3}，归一化模式体积V低至10^{\num{-3}}，从而产生高Purcell因子（F_P \approx 10^5），同时可由当前技术实验实现。我们的结果表明，具有亚纳米间隙的混合腔应为纳米光子系统中增强光-物质相互作用开辟新途径。
引用
@article{arxiv.2106.01931,
title = {Hybrid Photonic-Plasmonic Cavities based on the Nanoparticle-on-a-Mirror Configuration},
author = {Angela I. Barreda and Mario Zapata-Herrera and Isabelle Palstra and Laura Mercadé and Javier Aizpurua and A. Femius Koenderink and Alejandro Martínez},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.01931},
year = {2022}
}