摘要:要增加制造吞吐量并降低硅光子包装的成本,需要采取耐受的方法来简化纤维到芯片耦合的过程。在这里,我们通过单层在芯片的背面单层整合微液体来证明硅光子光子学的扩展耐亮束背面耦合界面(在O波段中)。从通过散装硅底物的Te模式光栅扩展衍射的光束后,将横梁准直借助微粒,从而提高了对侧向和纵向错位的偶联耐受性。在1310 nm的波长下,证明了膨胀的梁直径为32 µm,横向A±7 µm和A±0.6°角纤维1-DB对齐耐受性。另外,当从微丝耦合到热膨胀的核心单模纤维中时,将获得耦合效率0.2 dB的纵向比对耐受性。
当前最先进的量子点发光二极管的外部量子效率受限于较低的光子输出耦合效率。采用纳米棒、纳米片和点盘纳米晶体等取向纳米结构的发光二极管有利于光子输出耦合;然而,它们的内部量子效率往往会受到影响,因此实现净增益一直颇具挑战性。本文报道了各向同性形状的量子点,其特征是由纤锌矿相和闪锌矿相组成的混合晶体结构。纤锌矿相促进偶极-偶极相互作用,从而使溶液处理薄膜中的量子点定向,而闪锌矿相则有助于提升电子态简并度,从而实现定向光发射。这些特性的结合在不影响内部量子效率的情况下改善了光子输出耦合。制备的发光二极管的外部量子效率为 35.6%,并且可以在初始亮度为 1,000 cd m –2 的情况下连续运行 4.5 年,性能损失最小约为 5%。
二维材料中的光学活性缺陷,例如六方氮化硼 (hBN) 和过渡金属二硫属化物 (TMD),是一类极具吸引力的单光子发射体,具有高亮度、室温操作、发射体阵列的位点特定工程以及可通过外部应变和电场进行调谐的特性。在这项工作中,我们展示了一种新方法,可在无背景的氮化硅微环谐振器中精确对准和嵌入 hBN 和 TMD。通过 Purcell 效应,高纯度 hBN 发射体在室温下表现出高达 46% 的腔增强光谱耦合效率,这几乎超出了无腔波导发射体耦合的理论极限和之前的演示。该设备采用与 CMOS 兼容的工艺制造,不会降低二维材料的光学性能,且对热退火具有稳定性,并且在单模波导内量子发射器的定位精度达到 100 纳米,为具有按需单光子源的可扩展量子光子芯片开辟了道路。
机械振动的色散限制了纳米光机械调制。在这项工作中,我们提出了一种利用弹性局部共振(也称为回音壁模式 (WGM))的光机械调制。我们发现我们的结构支持两个四极和两个六极弹性 WGM,它们是非色散的,以避免位移场局域在金纳米盘 (AuND) 上时产生损耗。我们通过数值证明局域表面等离子体共振 (LSPR) 和 WGM 之间的耦合与弹性模式的对称位移和 AuND 中声子模式的强隔离有关。通过计算四个 WGM 在不同变形下偶极 LSPR 的波长偏移来评估调制的幅度。对这四个 WGM 进行详细比较使我们能够确定耦合效率更高的 WGM。此外,这种同时限制产生了大的声-等离子体耦合,可用于设计具有等离子体响应的新型机械传感器,作为新型声-等离子体装置的潜在应用和创新。
随着纳米级制造技术的高级,光子综合电路的速度和能源效率获得了流动性。一个主要的挑战涉及纤维和纳米光学设备之间的耦合。一个有希望的解决方案是使用光栅耦合器,它可以在芯片上的任何位置正交近似光。虽然已经在SOI平台上牢固地建立,但近年来,它们在诸如罪恶之类的低指数平台上也变得至关重要。这个相对较新的材料平台的特征是其低传播损失和出色的功率处理能力,使其对广泛的应用具有吸引力。虽然标准的光栅耦合器有效地将仅具有一个极化的光,但是无论其极化如何,极化的拆卸光栅耦合器都可以将光线磨合。后者尚未在罪恶平台上实现,使他们的调查特别值得。本文使用FDTD仿真确定了关于sin上2D光栅耦合器设计的操作参数。模拟的最大耦合效率为51。8%,无需使用任何其他返回反射器。此外,还探索了sin上极化的光栅耦合器的发展,其中3D模拟表明这项工作是可以实现的。
由于制造技术和集成密度成熟,成熟的绝缘体上硅平台在大规模集成光子和量子光子技术中前景广阔。本文,我们介绍了一种高效稳定的光纤到芯片耦合,可将电信量子点的单光子注入绝缘体上硅光子芯片。另外两根光纤将芯片进一步耦合到单光子探测器。实现稳定光纤-芯片耦合的方法是基于使用与成角度的单模光纤稳定封装的光栅耦合器。使用这种技术,光纤和 SOI 芯片之间的耦合效率高达每个光栅耦合器 69.1%(包括锥度损耗)。通过使用 Hanbury-Brown 和 Twiss 装置测量二阶相关函数,验证了量子点产生的量子光与硅元件之间的有效界面。通过 g = 2 = 0 = 0 : 051 6 0 : 001,清楚地证明了注入的 QD 光子的单光子性质。这证明了接口方法的可靠性,并开辟了使用电信量子点作为具有高复杂性硅光子功能的非经典光源的途径。
近年来,基于热激活延迟荧光 (TADF) 发射器的高效有机发光二极管 (OLED) 已经实现,但器件寿命需要进一步提高才能用于实际显示或照明应用。在这项工作中,通过调节单层未掺杂器件的光学腔,提出了一种器件设计原理,以实现高效、长寿命的 TADF OLED。通过增加发射层厚度将腔长延长至二阶干涉最大值可拓宽复合区,同时光学输出耦合效率仍然接近较薄的一阶器件。此类器件设计可得到高效稳定的单层非掺杂 OLED,其最大外量子效率为 16%,LT 90 为 452 小时,初始亮度为 1000 cd m − 2 时 LT 50 为 3693 小时,是一阶 OLED 的两倍。进一步证明,OLED 寿命和光强度之间广泛使用的经验关系源自三线态极化子湮没,从而推算出 100 cd m − 2 时的 LT 50 接近 90 000 小时,接近实际背光应用的需求。
摘要 - 在光子电路和组件之间的超低损失光学耦合在许多应用中至关重要,例如光子量子计算,传感或光学通信。本文通过表征其光学偶联效率(CE)和几何形状鲁棒性来表征基于SU-8的锥度光学互连的热稳定性,当时聚合物承受高温。在1分钟至120分钟内,将锥度从280°C加热到400°C。实验结果表明,耦合效率降解与高温期的持续时间是线性的,而温度和持续时间之间的关系则符合定义的CE损失的对数模型。它提供了一种有用的方法来预测超过给定CE损失之前的最大温度和持续时间,因此可以预测材料处理的最大评分。提取了最大0.1 dB光学耦合降解的极限温度持续曲线。然后证明SU-8龙头可以承受300°C的温度最多9分钟,而350°C的温度最多可容纳1分钟和30 s,而光损失小于0.1 dB。锥度的结构机械稳定性被确认为400°C,持续1小时,远高于上述光学极限。
摘要:在单光子水平上修改光场是即将到来的量子技术面临的一个关键挑战,可以通过集成量子光子学以可扩展的方式实现。激光写入的金刚石光子学提供了与光纤技术相匹配的 3D 制造能力和大模场直径,尽管限制了单发射器级别的协同性。为了实现大的耦合效率,我们将通过高数值孔径光学器件激发单个浅植入硅空位中心与激光写入 II 型波导辅助检测相结合。我们展示了单发射器消光测量,协同率为 0.0050,相对 beta 因子为 13%。共振光子的传输揭示了从准相干场中减去单光子,从而产生超泊松光统计。尽管内在的协同性很低,但我们的架构使光场工程能够在单量子水平上进行集成设计。激光写入结构可以三维制造,并与光纤阵列具有自然连接性。关键词:激光写入、光子工程、集成量子光学、金刚石色心、量子发射器■ 简介
摘要。详细分析了使用平面和曲面光子微机电系统镜进行高斯光束的自由空间耦合。分析了理论背景和非理想效应,例如有限的微镜范围、球面微镜曲率不对称、轴未对准和微镜表面不规则。使用推导的公式从理论和实验上研究和比较平面(一维)、圆柱形(二维)和球面(三维)微镜的行为。分析重点关注曲面微镜曲率半径与入射光束瑞利范围相当的尺寸范围,也对应于参考光斑尺寸。考虑到可能的非理想性,推导出基于传输矩阵的场和功率耦合系数,用于一般微光学系统,其中考虑了微系统切向和矢状平面中的不同矩阵参数。结果以归一化量的形式呈现,因此研究结果具有普遍性,可应用于不同情况。此外,还制造了形状可控的硅微镜,并用于实验分析可见光和近红外波长的耦合效率。© 作者。由 SPIE 根据 Creative Commons Attribution 4.0 International 许可证出版。分发或复制本作品的全部或部分内容需要完全注明原始出版物,包括其 DOI。[DOI:10.1117/1.JOM.2.3.034001]