Applicazioni Fotonica 2: Emissione. Slow light Negative v g Strong dispersion.

Presentazione sul tema: "Applicazioni Fotonica 2: Emissione. Slow light Negative v g Strong dispersion."— Transcript della presentazione:

1 Applicazioni Fotonica 2: Emissione

2 Slow light Negative v g Strong dispersion

3 Emissione spontanea Regola aurea Fermi Campo quantizzato Stati coinvolti

4 Emissione spontanea Sostituendo

5 Densità di stati fotonici nel vuoto Volume in k-space per state Volume in k-space occupied by states with frequency less than  Number of photon states in this volume Density of states with frequency (  +d  ) per unit volume

6 Emissione spontanea in vuoto Sostituendo

7 Densità di stati fotonici PhC Volume in k-space per state Volume in k-space occupied by states with frequency less than  Number of photon states in this volume Density of states with frequency (  +d  ) per unit volume

8 Homogeneous medium Densità di stati fotonici in mezzi isotropi

9 Very small DOS Perfect PhC Densità di stati fotonici PhC

10 Very large LDOS PhC with point defect Densità di stati fotonici PhC con difetto

11 Suppression of the emission Acceleration of the emission Proceedings of APS meeting April 1946

12 aa=300 nm, d=90 nm d Microcavity on slab

13 Emissione spontanea in microcavità Regola aurea Fermi Campo quantizzato in microcavità Sostituendo Nel vuoto LDOS

14 Emissione spontanea in cavità Alla risonanza Il rate dipende dalla posizione dell’emettitore rispetto alla LDOS Sul massimo di E

15 Effetto Purcell In cavità Nel vuoto Fattore di Purcell rispetto al vuoto Confronto

16 Effetto Purcell in dielettrici Fattore di Purcell nei dielettrici Fattore di Purcell rispetto al vuoto

17 Buone approssimazioni di cavità 3D 0

18 Emittitore a semiconduttore Quantum Dots

19 E1E1 E2E2

20 Density of states Atomic-like spectrum

21 E1E1 E2E2 Quantum Dots Barriere infinite Quantum Dot cubico

22 QDs QDs have atomic-like DOS, but with nearly 10 5 -10 6 unit cells in the crystalline clusters and embedded in semiconductor environment (devices) Barrier material (GaAs,AlGaAs) ‏ QD material (InAs,GaAs) ‏

23 Volmer-Weber Frank-Van Der Merwe Stransky-Krastanov Crescita epitassiale 3 tipi di epitassia

24 Quantum dots SK AFM TEM

25 Quantum dots Colloidali

26 d=10 nmV=1000 nm 3 N=64000 atomi d p s

27 Misura di PL su molti QDs Atomic-like spectrum

28 Allargamento inomogeneo QD di taglia diversa hanno differenti energia di emissione

29 QD layer SK-QD in MC (il PhC è costruito dopo)

30 Colloidal QD in MC (il PhC è costruito prima) Local Source: colloidal PbS QDs suspended in Toluene Ø 500 nm

31 Emissione spontanea in PhC

32 PBG MC PBG MC Without PhC Purcell effect in PhC MCs systems

33 Cavità a cristallo fotonico su slab con alto Q e piccolo V C Strong coupling if g>  g/  ~Q/V C

34 Diagramma a bande 2D

35 Diagramma a bande 2D + cono di luce

36 Diagramma a bande slab Confinamento 2D nel PBG e 1D da index guiding

37 Diagramma a bande slab Stato di difetto che ha perdite soprattutto nel cono di luce

38 Bloch theorem in PhC Mode in the n-th band Envelop function Mode in the defect

39 Fourier spectrum Mode in defect

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