2014 Fiscal Year Research-status Report
共振器ＱＥＤ効果による良質な量子光生成に関する理論研究
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25400325
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
安食 博志 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60283735)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 量子もつれ光子対 / 共振器 / ドレスト状態 / 励起子分子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
・共振器--薄膜系からの量子もつれ光子対生成
（１）共振器中に励起子活性薄膜がある系からの量子もつれ光子対生成の研究を開始した。まずは、量子もつれ光子対の生成源となる励起子分子のエネルギーと波動関数を非常に高速に計算する方法を確立した。さらに、この手法を励起子の偏光自由度も考慮できるように拡張した。（２）真空ラビ分裂が見られる強結合領域の場合、励起子分子は2励起ドレスト状態（2個の励起子、1個の励起子と光子、2個の光子の重ね合わせ状態）に崩壊することを見出し、励起子分子を生成するレーザー光の入射角度により、2励起ドレスト状態に特有な量子もつれ光子対の放射角度を明らかにした。
・半導体ナノギャップ共振器
（１）これまで金属ナノギャップ共振器で巨大なラビ分裂が観測されていたが、Q値が低いため、その分裂は明瞭でなかった。本研究では、半導体の励起子共鳴準位を利用することによる、Q値を著しく改善した半導体ナノギャップ共振器を提案した。さらに、明瞭かつ巨大なラビ分裂を生じることを独自に開発した電磁解析シミュレーション手法を用いて示した。（２）半導体ナノギャップ構造の増強電場に対する半導体微小構造の形状依存性を電磁解析シミュレーションにより調べた。その結果、(i)入射光の偏光方向に長い構造、(ii)ナノギャップ近傍の先端構造が鋭く尖っていない構造で、電場増強度が高くなることを明らかにした。(ii)の結果は金属ナノギャップ構造と全く逆の結果である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
共振器-薄膜系からの量子もつれ光子対の生成を調べるため、励起子分子の高速計算手法を確立したから。また、明瞭なラビ分裂を与える新奇な共振器（半導体導体ナノギャップ共振器）を提唱し、独自に開発した電磁界解析シュミレーションを用いて、定量的な評価を行ったから。
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| Strategy for Future Research Activity |
光と励起状態の相互作用は光と励起分極の相対的な偏光面の角度に依存する。励起子分子から量子もつれ光子対が生成する場合、その放射方向によって相対的な偏光面の角度が異なるので、その効果を考慮して最適な量子もつれ光子対の生成条件を調べる。
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[Presentation] Radiative decay of a biexciton in a CuCl microcavity2014
Author(s)
H. Ajiki, S. Matsuura, Y. Mitsumori, H. Kosaka, K. Edamatsu, K. Miyazaki, Y. Kanatani, D. Kim, M. Nakayama, G. Oohata, and H. Ishihara
Organizer
15th Conference on Physics of Light-Matter Coupling in Nanostructures (PLMCN)
Place of Presentation
Montpellier, France
Year and Date
2014-06-09 – 2014-06-13
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