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通过叉形光栅的莫尔图像进行运动跟踪 - LOUIS
摘要 阿拉巴马大学亨茨维尔分校研究生院 学位 哲学博士 学院/系工程/电气与计算机工程 候选人姓名 Grant Bergstue 标题 通过叉形光栅的莫尔图像进行运动跟踪
使用2D聚焦光栅耦合器进行可伸缩离子量子计算的集成梁转向
使用2D聚焦光栅耦合器进行集成梁转向，用于可伸缩的离子量子计算Mizuki Shirao 1，Daniel Klawson 1，Sara Mouradian 2和Ming C. Wu 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 98195，美国电子邮件：shirao.mizuki@db.mitsubishielectric.co.jp * *作者当前的隶属关系是Mitsubishi Electric Corporation信息技术研发中心。摘要：提出了可扩展的梁转向装置，以控制离子陷阱量子计算机。波导阵列和二维聚焦耦合器的组合用于在自由空间中在729 nm波长下生成8×n光束斑点。关键字：量子计算，离子陷阱，集成的光子学
适用于航空航天应用的光纤布拉格光栅传感器
摘要 随着光纤技术的进步，FBG 传感器已成为土木工程、电信、生物医学、汽车、航空航天等众多领域中使用最广泛的传感器之一。这是因为它们具有灵活、重量轻、抗电磁干扰 (EMI)、高灵敏度和串行多路复用等诱人的特性。在高精度、遥感和轻量级传感器至关重要的航空航天工程相关应用中，FBG 传感器已被证明是极好的选择。在本文中，我们概述了 FBG 传感技术在航空航天工程领域各种应用的进展，即高压传感、地面气动测试设施、冲击压力传感、航天器监测和飞机复合材料的结构健康监测。
绝缘体平台上铌酸锂上的集成亚波长光栅用于模式和偏振操控
据我们所知，这是在 LNOI 平台上首次演示高阶模式通带滤波器。我们的模式滤波器体积小、损耗低、MER 高、功能可扩展，与其他材料平台上报道的器件相比，是一种极具吸引力的选择（详情请参阅支持信息 S5）。此外，我们的器件还可以使用微电子行业开发的成熟的 CMOS 兼容蚀刻工艺来制造，同时保留了基于 LNOI 平台探索高速电光器件和高效光学非线性器件的能力。
使用多层电驱动等离子体光栅实现均匀发光
通过金属-绝缘体-金属隧道结的非弹性隧穿 (LEIT) 发光是一种超快发射过程。它是在集成电路上实现从电信号到光信号的超快转换的有前途的平台。然而，现有的 LEIT 器件制造程序通常涉及自上而下和自下而上的技术，这降低了它与现代微加工流程的兼容性并限制了其在工业扩大规模中的潜在应用。在这项工作中，我们通过使用原子层沉积生长的多层绝缘体作为隧道屏障来解除这些限制。我们首次完全通过微加工技术制造 LEIT 器件，并在环境条件下表现出稳定的性能。在整个有源区域上观察到均匀的电致发光，发射光谱由金属光栅等离子体形成。在 LEIT 中引入多层绝缘体可以为设计隧道屏障的能带景观提供额外的自由度。所提出的制备稳定的超薄隧道势垒的方案也可能在广泛的集成光电器件中找到一些应用。
条纹形状对单片高对比度光栅反射率的影响
摘要：单片高对比度光栅 (MHCG) 由单片层中图案化的一维光栅组成，可提供高达 100% 的光功率反射率，并且可以在现代光电子学中使用的几乎任何半导体和介电材料中制造。MHCG 可实现单片集成、偏振选择性和多功能相位调谐。它们可以比分布式布拉格反射器薄 10 到 20 倍。MHCG 的亚波长尺寸大大降低了确保 MHCG 条纹侧壁光滑度的可能性，并使在蚀刻过程中精确控制 MHCG 条纹横截面的形状变得困难。问题在于，改进蚀刻方法以获得设计所假设的完美横截面形状是否更有利，或者是否有可能使用给定蚀刻方法提供的形状找到能够实现高光功率反射的几何参数。在这里，我们进行了一项数值研究，该研究由使用多种常见的表面纳米级成型方法在不同材料中制造的 MHCG 的实验表征支持。我们证明具有任意横截面形状的 MHCG 条纹都可以提供接近 100% 的光功率反射率，这大大放宽了它们的制造要求。此外，我们表明，对于准梯形横截面的 MHCG，可以实现超过 99% 的光功率反射率和超过 20% 的创纪录光谱带宽。我们还表明，如果波纹幅度小于 MHCG 周期的 16%，MHCG 条纹的侧壁波纹对 MHCG 光功率反射的影响很小。使用最新的表面蚀刻方法可以实现这种条纹制造精度。我们的研究结果对于设计和生产采用 MHCG 的各种光子器件具有重要意义。横截面形状的灵活性有利于可靠地制造高反射率亚波长光栅镜。这反过来又将使制造单片集成的高品质因数光学微纳腔器件成为可能。关键词：单片高对比度光栅、亚波长光栅、光功率反射
具有工程衍射行为的大规模多路复用偶氮聚合物光栅
微米和纳米尺度的形貌对表面功能有重大影响。自然界的进化发展出了优化的表面纹理，这些纹理对润湿性、摩擦力、粘附力和视觉外观具有先进的影响，以确保生存。[1,2] 尤其是，许多动物和植物的明亮和闪亮的颜色往往源于光从其表面复杂的周期性结构中衍射。[3] 理解和控制结构色的表面几何形状是材料科学、化学和物理学领域许多研究工作的主题，旨在通过改进衍射光栅的设计和制造，制造具有先进光学和色度功能的人造光调制装置 [4–8]。[9,10]
用于光学的光栅耦合器的设计和制造...
量子计算利用量子比特的量子现象（叠加和纠缠）执行复杂的计算任务 [4]。在过去的几十年中，各种各样的量子比特已经被实现，包括超导量子比特 [2]，[5]，半导体量子点 [6]，[7] 和捕获离子量子比特 [8]。在上述量子比特中，捕获离子量子比特因其在量子纠缠中的高保真度而备受关注，因为捕获离子本质上是相同的 [9]。为了将捕获离子量子比特应用于量子计算设备，霍尼韦尔将 QCCD（量子电荷耦合器件）架构实现到可编程捕获离子量子计算机中。在 QCCD 中，捕获离子量子计算机可以通过将离子阱与用于量子比特光学寻址的光电元件集成到一个紧凑的独立设备中来实现。据报道，QCCD 实现了 2 4 的量子体积测量，并且几乎不存在串扰 [10]。
超光栅耦合器用于优化光束整形...
集成光子学正在推动紧凑型传感 [1]、计量 [2] 和量子计算 [3] 的新技术。许多应用需要将光发送到芯片外，例如，用于询问隔离的原子介质 [4–7]，这得益于集成光子学的小型化和可制造性。此类设计需要能够产生具有不同波长、偏振和光束几何形状的自由空间光束的模式耦合器。例如，投射光学 [8] 和磁光阱 (MOT) [9,10] 可能需要具有大数值孔径或大光束腰的光束。可以使用片上外耦合器与平面超表面相结合来修改光束相位分布和偏振状态，从而实现精确的光束控制 [11]。此类平台能够集成多种颜色、分布和偏振的光束，从而在紧凑的三维空间内实现无与伦比的光场控制。
