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标题：约瑟夫森行波参量放大器及其在计量学中的应用
量子传感器、量子信息电路、超导量子比特等领域的最新发展以及更广泛的天文探测和现代通信都依赖于微波光子的精确探测。然而，用于可靠和灵敏地表征固态量子电路（特别是超低功率和光子微波电路）的计量工具严重缺乏。不仅需要确定微波功率，还需要精确和准确地确定单光子特性（包括时间和相位）以及多光子特性（例如重合和纠缠）。目前最先进的低温放大器在高噪声温度方面不足，全球正在探索新型放大器以在灵敏度的量子极限下运行。参数放大器是目前已知的唯一实现微波信号量子极限灵敏度的方法。然而，实现足够大且足够平坦的带宽（例如从约 1 GHz 到 10 GHz）仍然是一项具有挑战性的任务。在具有三波混频的行波放大器中，目前的情况是可以改善的，但三波混频只有在具有非中心对称非线性的介质中才有可能。设计具有大且可控的非中心对称非线性的非线性介质（量子超材料）的可能性是量子光学的一个重要目标，它将实现参数增益、压缩和纠缠光子对的产生，为它们在量子信息处理和通信（QIPC）中的应用铺平道路。这种量子超材料可以借助约瑟夫森技术进行设计，并且可以同时实现具有三波混频的 JTWPA 和微波领域量子光学电路的优异特性。
标题：约瑟夫森行波参量放大器... - EURAMET
量子传感器、量子信息电路、超导量子比特等领域的最新发展以及更广泛的天文探测和现代通信都依赖于微波光子的精确探测。然而，用于可靠和灵敏地表征固态量子电路（特别是超低功率和光子微波电路）的计量工具严重缺乏。不仅需要确定微波功率，还需要精确和准确地确定单光子特性（包括时间和相位）以及多光子特性（例如重合和纠缠）。目前最先进的低温放大器在高噪声温度方面不足，全球正在探索新型放大器以在灵敏度的量子极限下运行。参数放大器是目前已知的唯一一种实现微波信号量子极限灵敏度的方法。然而，实现足够大且足够平坦的带宽（例如从大约 1 GHz 到 10 GHz）仍然是一项具有挑战性的任务。在具有三波混频的行波放大器中，可以改善当前的情况，但三波混频仅在具有非中心对称非线性的介质中才有可能。设计具有大且可控的非中心对称非线性的非线性介质（量子超材料）的可能性是量子光学的一个重要目标，并且将
行波光电探测器 - UCSB ECE
进步只能来自集体的努力。个人只能做出有限的贡献。即便如此，恰当利用的才能并非靠努力获得，而只是发展起来的。就像我们的才能一样，我们与同时代人的交往是我们选择发展的天赋。我要感谢为我的教育和这项工作做出贡献的几位人士。论文导师就像是研究生智力和职业发展的父母。我的导师 Mark Rodwell 和 John Bowers 也同样认真对待自己的角色。他们的技术指导、支持和动力使这项工作成为可能，并极大地改善了我的生活。我的委员会还包括 Larry Coldren 和 Umesh Mishra，他们全心全意地努力不仅指导杰出的研究，而且传达对成功至关重要的个人和职业方面。教职员工树立了合作与协作的宝贵典范，受到整个部门员工、研究生、访问研究员和博士后研究员的热烈欢迎。Radha Nagarajan 帮助我开发了我使用的流程。Tom Reynolds 在保持实验室运转的同时，还为个人研究做出了重大贡献，例如行波光电探测器上的抗反射涂层。Rich Mirin 确保他所生长的材料是合适的，并且第一次就做对了。我从 Yih-Guei Wey 那里学到了很多关于高速光电探测器的知识，当时我对他的光电采样测量也非常感兴趣。研究人员之间的日常互动对研究成果、专业成熟度和个人满足感有很大帮助。我与 Scott Allen 和 Masayuki Kamegawa 互动的许多成果，特别是与设备处理相关的成果，都被融入到了这项工作中。Judy Karin 帮助我开始使用光学平台。Dan Tauber、Ralph Spickerman 和 Mike Case 是微波设备和慢波效应领域的同志，我们一起播下了许多想法的种子。Dennis Derickson 向我展示了锁模半导体激光器的详细工作原理。在来到 UCSB 之前，我曾在麦克唐纳道格拉斯公司与 Mark Mondry 共事，我们在两个地方就广泛的主题进行了多次讨论。Anish Goyal
行波速度重合
本论文对旋转叶盘与柔性壳体之间的行波速度不稳定性进行了分析。这种与结构接触的相互作用在某些情况下可能发生在高速涡轮机械中，例如航空发动机或压缩机，并且可以通过将转子的动能旋转到振动中，以不稳定的方式放大耦合转子-定子系统的振动。为了使涡轮机械安全运行，必须避免行波速度重合，并分析发生相关不稳定性的可能性。以前，大多数航空发动机的壳体都附有齿轮箱等附加结构。这些附件使机壳失调，从而降低了响应中的行波分量，从而使能量传递机制效率降低，降至由其他系统参数（例如阻尼和旋转部件与静止部件之间的间隙大小）定义的非临界阈值水平以下。新型航空发动机设计趋向于轴对称机壳，对于这种机壳，行波速度不稳定性的研究变得更加重要。在文献中，少数处理与叶盘接触的弹性定子的作者没有研究行波速度不稳定性的可能性，这可能是由于缺乏对现有设计的适用性，但大多数研究人员仅分析了具有刚性定子的系统。对于具有弹性转子和定子的系统，这种方法是不够的，因为包含定子动力学会导致耦合系统的临界速度数量增加。在本论文中，转子和定子被分别建模为具有线性动力学的结构。为了减少微分方程的数量，采用模态模型将计算工作量限制在相关的参与模式中。叶片盘和定子之间的接触由冲击摩擦定律建模，包括冲击损失。在转子-定子系统分析中加入壳体动力学的影响进行了分析描述，在数值模拟中进行了计算，并在实验中进行了演示。对于所研究的不稳定性，预测结果与实验结果之间取得了良好的定性一致性。数值预测和实验数据都表明存在行波速度不稳定性，并验证了所选方法。研究结果表明，行波速度不稳定性是存在的，并且它是一个潜在的安全威胁，必须通过设计或选择操作条件来避免。