双曲超材料纳米谐振腔是劣质单光子源

我们使用半解析准正规模式方法研究了耦合到双曲超材料纳米谐振腔的量子偶极发射体的光学性质。我们表明，耦合到超材料纳米谐振腔可以带来显著的 Purcell 增强，其幅度比具有可比几何形状的等离激元谐振腔大近一个数量级。然而，相关的单光子输出 $\beta$ 因子极低（约 10$\%$），远小于可比尺寸的金属谐振腔（70$\%$）。利用光子格林函数的准正规模式展开，我们描述了低 $\beta$ 因子是如何由红移谐振、更大品质因子以及光在金属内更强限制所引起的欧姆猝灭增加所导致的。与现有认知相反，这些结果表明双曲超材料纳米结构是单光子源的劣质选择。