量子电子学报

作者：谭心,贺占清,杨桥,王健,苍磊,杜岩龙,祁晖,

单位：1 内蒙古科技大学机械工程学院, 内蒙古 包头 014010;2 内蒙古科技大学微纳结构设计与制造技术重点实验室, 内蒙古 包头 014010

关键词：量子光学,荧光增强,时域有限差分方法,纳米柱,金刚石,

金刚石纳米柱可以提高色心的光子发射效率, 并对发射的光子有聚集作用。本文采用时域有限差分方法, 分析了金刚石纳米柱直径、高度及色心位置等结构变化对纳米柱中色心Purcell因子、光子透射率和光子提取效率等参数的影响, 探究了纳米柱结构增强色心发光的机理, 并以色心总荧光收集量为目标, 寻找最优纳米柱结构参数。研究结果表明, 最优结构下色心总荧光收集量是块体金刚石的17倍, 并可以用数值孔径NA = 0.95的显微镜有效收集, 其中纳米柱直径的尺寸误差对总荧光收集量的影响最大, 但在± 20 nm范围内也可达到13倍以上。本研究为金刚石色心发光增强结构的设计和制备提供了参考。

来源：2025年第2期

《量子电子学报》期刊编辑部

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