利用逆向设计优化拓扑光子晶体波导中单向单光子发射器的手性Purcell因子
光学
2022-10-06 v2
摘要
我们提出一种逆向设计方法，以显著提升拓扑光子晶体 slab 波导中手性光子元件与量子发射器的品质因数。从一个群指数约为10、在手性点处最大前向或后向Purcell因子小于0.5的拓扑波导模式出发，我们对定向Purcell因子进行优化。我们使用全三维导模展开方法高效计算波导能带色散特性与模式，并采用自动微分计算目标函数的梯度。我们给出两个改进设计示例：(i) 一种可访问群指数约为30、在手性点处最大单向Purcell因子大于4.5的拓扑模式，其Purcell因子提升近10倍；(ii) 一种远离布里渊区边缘的慢光模式，其群指数大于350，在手性点处最大单向Purcell因子大于45。
引用
@article{arxiv.2206.01300,
title = {Optimizing the chiral Purcell factor for unidirectional single photon emitters in topological photonic crystal waveguides using inverse design},
author = {Eric Nussbaum and Nir Rotenberg and Stephen Hughes},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.01300},
year = {2022}
}