用于室温单光子源的集成纳米等离激元量子接口

我们描述了一种与介电光子波导相互作用的纳米等离激元腔-发射体系统的通用分析框架。考虑到发射体猝灭和退相干，我们的模型直接揭示了耦合到波导模式中的单光子提取效率 $\eta$ 以及光子的不可区分度 $I$。我们的分析预测了一个最优模体积来最大化 $\eta$，该模体积平衡了波导耦合与自发发射速率增强，而非最小化腔模体积。令人惊讶的是，我们的模型预测近单位不可区分度是可能的，但这需要小得多的模体积，意味着在室温下高 $\eta$ 与 $I$ 之间存在基本的性能权衡。最后，我们表明最大化 $\eta I$ 要求系统必须在弱耦合区域下驱动，因为猝灭效应和减弱的波导耦合在强耦合区域下会急剧降低 $\eta$。