Theoretical description of light emission in the presence of nanoscale resonators: from classical scattering to photon states entanglement and statistics

Abstract

Esta tesis está dedicada a estudiar la interacción de estados de luz clásicos y cuánticos con nanoestructuras fotónicas en diferentes configuraciones de relevancia en tecnologías de la luz. Se estudian principalmente dos escenarios: el primero consiste en una nanoestructura fotónica en interacción con un emisor cuántico, como por ejemplo una molécula o un punto cuántico. Se analiza la asimetría en la resonancia Fano que aparece en la respuesta clásica del sistema emisor-nanoestructura en el régimen de acoplamiento débil. Así mismo, se examina la estadística cuántica de los fotones emitidos en esta configuración en función de la fuerza de acoplamiento entre la nanoestructura y el emisor. En el segundo escenario considerado en esta tesis, se explora cómo cambian las propiedades de un estado cuántico formado por dos fotones entrelazados al ser dispersado por una nanoestructura fotónica. Los resultados de esta tesis permiten comprender experimentos recientes que involucran estos escenarios, y permiten el desarrollo de nuevos conceptos en nanofotónica.