Optimizing the chiral Purcell factor for unidirectional single-photon emitters in topological photonic crystal waveguides using inverse design
Notice bibliographique
Résumé
We present an inverse-design approach to significantly improve the figures of merit for chiral photonics with quantum emitters in topological photonic crystal slab waveguides. Beginning with a topological waveguide mode with a group index of approximately 10 and a maximum forward or backward Purcell factor at a chiral point of less than 0.5, we perform optimizations of the directional Purcell factor. We use a fully three-dimensional guided-mode expansion method to efficiently calculate waveguide band-dispersion properties and modes, while automatic differentiation is employed to calculate the gradient of objective functions. We present two example improved designs: (i) a topological mode with an accessible group index of approximately 30 and a maximum unidirectional Purcell factor at a chiral point greater than 4.5, representing a nearly 10-fold improvement to the Purcell factor, and (ii) a slow-light mode well away from the Brillouin-zone edge with a group index greater than 350 and a maximum unidirectional Purcell factor at a chiral point greater than 45.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».