Antenas ópticas para la construcción de fuentes de fotones individuales eficientes

G. PACIARONI; L. REBON; M.G CAPELUTO

Taller; XVI Taller de Óptica y Fotónica (TOPFOT)/XI Encuentro de Estudiantes de Óptica y Fotónica (EEOF); 2021

El uso de sistemas cuánticos para la codificación, manipulación y transmisión de información permite realizar ciertas tareas computacionales de forma mucho más eficiente y segura que mediante su contraparte clásica. La utilización de fotones como portadores de información resulta la elección i deal para aplicaciones de comunicaciones cuánticas, debido a su alta velocidad de transmisión y baja interacción con el entorno, lo que l es permite viajar largas distancias siendo poco afectados por un medio ruidoso. Además, pueden ser manipulados mediante tecnología estándar, a temperatura ambiente, e integrados a las redes de transmisión óptica existentes. Estas aplicaciones requieren de fuentes capaces de emitir fotones individuales de modo eficiente y determinista [1], lo que representa uno de los desafíos experimentales a resolver. Las fuentes basadas en emisores cuánticos (como lo son los defectos en cristales) son candidatas prometedoras para la generación de fotones individuales a temperatura ambiente. Sin embargo, dado que la emisión espontánea no es direccional, la colección de fotones en los sistemas ópticos es poco eficiente. Una forma de mejorar la tasa de emisión, direccionalidad y polarización, es modificar el entorno electromagnético del emisor, mediante el uso de cavidades o antenas.En este trabajo se realizan simulaciones numéricas por el método de elementos finitos(FEM) para estudiar las propiedades ópticas de emisores, modelados como fuentes dipolarespuntuales en longitudes de onda visibles, en presencia de nanoantenas metálicas. Secuantifica la eficiencia de las antenas [2], tanto para recibir el flujo de energía emitida por l afuente, como para redireccionarlo al campo lejano. Se computan las diferentes contribucionesal vector de Poynting, separando las radiativas de las no radiativas.