5 传感器系统 ................................................................................................................................................ 12 5.1 传感器系统定义 12 5.2 传感器系统故障模式 14 5.3 应变计 15 5.4 加速度计 17 5.5 速度计 18 5.6 运动参考单元 18 5.7 波雷达 18 5.8 流量计 19 5.9 光纤传感器 19 5.10 数字图像相关 (DIC) 20 5.11 声学传感器 20 5.12 基于光学的泄漏检测系统 22 5.13 温度传感器 22 5.14 无线传感器的局限性 23
ore 10,Aula dottorato摘要:Niobate锂是用于量子和经典应用集成光学的领先材料。由于其非线性,它支持用于量子状态生成和操纵的电光设备的制造。使用此材料平台,我将展示我们的实验结果,以产生芯片上的挤压真空状态,在芯片上的多个组件的整合以及可重构的波导阵列。这些设备的整体性质意味着可以在不稳定的干涉仪中稳定实现正确的阶段,从而大大简化了实现复杂的光子量子电路的任务。
ecent年份已经看到了衍射光学的复兴,这是由于纳米制度的纳米化阵列的进步,具有高精度,合理的吞吐量和相对易于生产的纳米阵列的纳米化阵列。这些发展开辟了一个所谓的平面光学器件的新时代,其关键组件称为Metasurfaces(由光学上薄的散射器组成的二维结构,例如次波长大小的天线),越来越多地用于替换整个传统光学元件的整体组合1 - 9。这些设备可以实现有效的梁转向,光学极化的局部控制以及光10-14的发射和检测。metasurfaces具有独特的功能,可以完全控制子波长度15中的光。包括对复杂衍射的波长和极化选择性控制。此外,元信息可以使新物理学和一系列现象与散装光学或3D超材料中可以实现的现象明显不同。这样一个例子是一般的反射和折射定律,可以通过使用带有规定的相位梯度的天线阵列来将元时间用于重定向,同时确保完全控制幅度和相位的前所未有的设计灵活性。元面包还可以量身定制近场响应,这在处理光源和探测器时至关重要,从而实现了完美的吸收,发射增强和光 - 物质相互作用的详细设计。metaSurfaces具有巨大的实现这些状态的潜力。metasurfaces现在已成为经典光学的主食,并且越来越有兴趣将扁平光子学启用的新型功能带入量子光学的领域16。量子光学技术需要单个光子,纠缠光子和其他类型的非古典光以及更新的检测方法的来源。量子状态可以基于不同程度的光自由度极化,方向和轨道角动量。,我们首先将注意力集中在经典光学设备(梁拆分器)上的两个独立光子的量子干扰17、18的演示中,这允许纠缠操作 - 量子光学领域的里程碑。但是,光束分离器是一种只能改变其反射率的简单设备,因此没有太多功能性。metasurfaces具有更广泛的功能,并且具有很大的操纵单光子并产生各种品种的潜力
自从贝尔的不平等现象出现以来,很明显,局部隐藏的变量模型不能与量子力学的完整数学形式兼容[1,2,2,3,4]。的确,最近无漏洞的实验似乎与该结论一致[5,6,7,8]。尽管如此,仍然存在一个开放的问题,其中观察到的现象本质上是真正的量子,没有经典的类似物。这个阐明量子古典边界的问题是实际重要的,因为许多新的和新兴的技术,例如量子计算,量子通信和量子传感,都依赖于这种区别来实现其效果和安全性[9]。量子光学的领域似乎是探索这个问题的好地方,因为感兴趣的系统相对简单地以离散场模式来描述,而重要的光 - 物质相互作用可能仅限于光dection设备的物理学。量子光学的更好奇的方面之一是真空或零点字段(ZPF)的概念。在量子电动力学(QED)中,真空状态被定义为仅是给定领域模式的最低能量状态[10]。该状态下的光子数量为零,但其能量为非零,引起了“虚拟”光子的概念。尽管量子真空被视为仅是虚拟的,但其影响是非常真实的。现象,例如Casimir力量,范德华的吸引力,羔羊的移位和自发发射都有其起源在量子真空中[11]。量子光学中真空状态的突出性表明,它们可能在开发探索量子古典边界的物理理论中很有用。在这项工作中,我们将假设QED的量子真空是真实的,而不是虚拟的。这样做,我们将放弃对量子理论的所有正式参考,并考虑一个仅由古典物理学支配的世界,尽管在这种情况下,在这种世界中存在着重新的真空
光子是理想的信息载体,因为它们之间的超快传输速度和最小的相互作用。光子携带的信息按频率,振幅和相位调制编码为波。通过右圆极化分类的光学手性提供了额外的编码能力。1特别是将光的手性与单光子发射结合起来,为量子光学的研究创造了新的最前沿。单光子源为在单Quanta级别操纵光与互动的网关打开了网关。量子状态的叠加和纠缠特性的研究增强了安全的通信和量子计算。从这个角度来看,我们重点介绍了手性光生成器的最新进展,并讨论了将手性单光子用于未来应用的可能性。
光子集成电路 (PIC) 长期以来一直被视为彻底改变光学的颠覆性平台。在成熟的电子集成电路制造工业代工厂基础设施的基础上,PIC 的制造取得了显著进展。然而,由于 PIC 的光学对准公差严格,因此需要专用封装仪器,因此 PIC 的封装往往成为阻碍其可扩展部署的主要障碍。双光子光刻 (TPL) 是一种具有深亚波长分辨率的激光直写三维 (3-D) 图案化技术,已成为集成光子封装的一种有前途的解决方案。本研究概述了该技术,强调了 TPL 封装方案的最新进展及其在主流光子行业中的应用前景。
模式锁定是一种直接从激光振荡器获得短脉冲1 - 4的方法。这是一种常见且非常基本的技术,几乎用于现代光学的所有领域。典型的应用称为被动模式锁定(PML),通过将非线性(饱和)吸收器掺入激光腔中,可以实现。在这样的两部分腔中,由于放大器/吸收器截面的饱和,可以实现短脉冲的产生,因此脉冲持续时间τp大于放大器和吸收器切片中的极化松弛时间t 2。因此,在这种基于PML的激光器中,脉冲持续时间从根本上受到增益培养基1、2、5的逆带宽的限制。发生相反的情况,当腔中的电场如此强,以至于Rabi频率ωr
课程目标在过去二十年中,在使用结构化光子介质(超材料)的光传播中取得了巨大进步,具有负面折射,超级成像和隐形性掩盖是最著名的例子。这些新发现是铺平光子结构的许多潜在应用的方法,包括成像,显示,全息和信息处理。本课程旨在提供对光线与光单元的相互作用的基本理解,其单位细胞比光的波长小得多,以及各种基于超材料的光子设备的设计和功能。课程文本主要是为高级本科生和研究生设计的,需要有关电磁和光学的知识。另一方面,研究生也将很感兴趣,因为它包括一些在超材料和纳米植物学领域的最新结果。