贾亚丽(Yali Jia)、田兆华(Zhaohua Tian)、刘琦(Qi Liu)、莫子涵(Zihan Mo)、龚旗煌(Qihuang Gong)、古英(Ying Gu)
高发射率、高收集效率以及对缺陷的免疫性是实现片上单光子源的要求。本文在理论上证明了,在包含谐振介质纳米盘的拓扑光子晶体中,可以同时实现单发射体发射光子的级联增强和高收集效率。由磁性发射体激发的纳米盘可视为一个大的等效磁偶极子。该等效磁偶极子与边缘态之间的近场重叠能够实现单光子发射的级联增强,其珀塞尔因子(Purcell factor)超过 4×10³。发射的光子被引导进入边缘态,收集效率超过 90%,这同时也对应着拓扑抗散射和无吸收条件下的量子产率。该机制在拓扑保护下,有望应用于片上光-物质相互作用、量子光源以及纳米激光器。