Способ увеличения используемой доли излучения центров окраски в алмазе

Аннотация

Предложен способ увеличения выводимой из алмаза и собираемой оптической системой доли излучения центров окраски. Он основан на концентрации этого излучения в модах, формируемых в плоском волноводе, образованном верхней поверхностью алмазного образца (от которой они отражаются за счёт эффекта полного внутреннего отражения) и расположенной ниже её периодической последовательностью низко- и высоколегированных бором слоёв с немного различающимися показателями преломления (от которой они отражаются за счёт эффекта Брэгга). Содержащееся в этих модах излучение частично выводится во внешнее пространство через верхнюю поверхность алмазного образца с помощью метода нарушенного полного внутреннего отражения. Для конкретного примера NV-центров с помощью численного моделирования показано, что предлагаемый способ позволяет увеличить выводимую из алмаза долю их излучения более чем в 2 раза. При этом он не приводит к ухудшению важных для приложений параметров NV-центров и остаётся эффективным при любых их координатах в плоскости алмазного образца и высоких концентрациях.