量子电子学报

作者：李文斌,谭心,潘超,贺占清,杨桥

单位：( 内蒙古科技大学机械工程学院, 内蒙古 包头 014010 )

关键词：量子光学,收集强度,时域有限差分,金刚石纳米柱NV色心,类金刚石梯度减反膜,自发辐射速率,

基金：国家自然科学基金 (62365015, 61765012), 内蒙古自然科学基金 (2023MS05047, 2019MS05008), 国家重点研发计划 (2017YFF0207200,2017YFF0207203), 内蒙古自治区科技创新引导项目 (2017CYXD-2, KCBJ2018031), 内蒙古自治区直属高校基本科研业务费项目 (2023RCTD011,2023YXXS012), 内蒙古科技大学青年基金项目 (202/0303022006)

金刚石氮空位 (NV) 色心发光收集强度的提高是实现单光子源技术的关键。本工作将锥状的类金刚石(DLC) 梯度减反膜引入纳米柱色心单光子源中，旨在从色心的自发辐射速率与光子收集效率两方面提高NV色心的发光收集强度。采用时域有限差分 (FDTD) 法对带有DLC膜的金刚石纳米柱复合结构进行了光学仿真，探究了不同结构参数的DLC薄膜对金刚石纳米柱NV色心光子收集强度、出射效率及自发辐射速率的影响，并且通过优化得到了最大收集强度下的结构参数。仿真结果表明，引入DLC膜能够使金刚石纳米柱中NV色心获得更高的光子出射效率 (≥1%)，并且能够改变纳米柱内部电场分布，使色心自发辐射速率增加16.8%，最终使光子的总收集强度增加15.5%。

来源：2024年第5期

《量子电子学报》期刊编辑部

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