Spectres d'émission spontanée et interactions lumière-matière quantiques d'un système de points quantiques fortement couplés à des nanoparticules métalliques

Nous étudions les propriétés optiques quantiques d'un émetteur dipolaire en points quantiques couplé à une nanoparticule métallique de taille finie en utilisant une technique de fonction de Green photoniques qui quantifie rigoureusement les champs électromagnétiques. Nous obtenons d'abord des facteurs de Purcell prononcés et des décalages de Lamb photoniques pour des nanoparticules métalliques de 7 et 20 nm de rayon, sans adopter une approximation dipolaire. Nous considérons ensuite un émetteur de photons en point quantique positionné suffisamment près de la nanoparticule métallique pour que le régime de fort couplage soit possible. En tenant compte des interactions non dipolaires, de l'extinction et du transport de photons du point vers le détecteur, nous démontrons que le régime de fort couplage devrait être observable dans le spectre d'émission spontanée en champ lointain, même à température ambiante. Les spectres d'émission induite par le vide montrent que le doublet Rabi habituel du vide devient un triplet ou un quartet spectral riche avec deux des quatre pics en anti-croisement, ce qui subsiste malgré des désintégrations non radiatives significatives. Nous discutons du spectre de lumière émis et des effets de l'extinction pour deux polarizations dipolaires différentes.