我们证明,可以设计中红外跨带过渡的吸收饱和,以10-20 kW cm 2的中等光强度和室温下。该结构由一系列具有明智设计的253 nm厚的GAAS/ALGAAS半导体异质结构的金属 - 气管导体 - 金属金属斑块组成。在低入射强度下,结构在强光 - 耦合方面起作用,并在接近8.9 L m的波长下表现出两个吸收峰。饱和作为向弱耦合方案的过渡,因此,在增加入射强度时向单峰吸收。与耦合模式理论模型进行比较解释了数据,并允许推断相关的系统参数。当泵激光器在空腔频率上调谐时,随着入射强度的增加,反射率会降低。相反,当激光器以极化频率调谐时,反射性非线性会随着入射强度的增加而增加。在这些波长下,系统模仿了MID-IR范围内可饱和吸收镜的行为,这是当前缺失的技术。
光子平台是量子技术的绝佳环境,因为弱的光子与环境耦合可以确保较长的相干时间。量子光子学的第二个关键因素是光子之间的相互作用,这可以通过交叉相位调制 (XPM) 形式的光学非线性提供。这种方法支撑了量子光学 1 – 7 和信息处理 8 中的许多拟议应用,但要发挥其潜力,需要强的单光子级非线性相移以及可扩展的非线性元件。在这项工作中,我们表明所需的非线性可以由嵌入量子阱的微柱中的激子极化子提供。它们将激子的强相互作用 9、10 与微米级发射器的可扩展性结合起来。11。使用衰减到单光子平均强度以下的激光束,我们观察到每个极化子的 XPM 高达 3±1 mrad。以我们的工作为第一步,我们为极化子晶格中的量子信息处理铺平了道路。XPM 的量子应用包括远距传物 1 、光子数检测 2 、计量学 4 、密码学 5 和量子信息处理 (QIP),其中它被提议作为电路 6 和测量 7 的途径
Design of Selective Metasurface Filter for Thermophotovoltaic Energy Conversion Rajagopalan Ramesh, 1, 2,* Qing Ni, 1, 3 Hassan Alshehri, 1, 4 Bruno Azeredo 2 and Liping Wang 1,* Abstract Optical filters with narrow transmission band above the bandgap of thermophotovoltaic (TPV) cells are not restrained by the rigorous thermal reliability as needed for发射器。在这项工作中,提出了一种由石英底物上的铝纳米(ALNP)阵列制成的新型跨表面滤波器,以在TPV单元的带隙上方实现频谱选择性传输。光学模拟,以确定适当的ALNP周期,直径和高度,以使所得的纳米阵列阵列将在1.9μm的波长下显示窄带传输,该波长接近抗抗氧化和抗氧化衣(GASB)TPV Cell的带状频率。窄带传输增强率可以归因于相邻的Al纳米柱之间的磁极(MP)共振。通过电感能力电路电路模型以及纳米时期,直径,高度以及入射角的影响进一步证实了MP机制。此外,评估了与ALNP MetaSurface滤波器结构增强的TPV性能,还评估了对燃气TPV电池的开路电压,短路电流密度,输出电力和转换效率。
Design of Selective Metasurface Filter for Thermophotovoltaic Energy Conversion Rajagopalan Ramesh, 1, 2,* Qing Ni, 1, 3 Hassan Alshehri, 1, 4 Bruno Azeredo 2 and Liping Wang 1,* Abstract Optical filters with narrow transmission band above the bandgap of thermophotovoltaic (TPV) cells are not restrained by the rigorous thermal reliability as needed for发射器。在这项工作中,提出了一种由石英底物上的铝纳米(ALNP)阵列制成的新型跨表面滤波器,以在TPV单元的带隙上方实现频谱选择性传输。光学模拟,以确定适当的ALNP周期,直径和高度,以使所得的纳米阵列阵列将在1.9μm的波长下显示窄带传输,该波长接近抗抗氧化和抗氧化衣(GASB)TPV Cell的带状频率。窄带传输增强率可以归因于相邻的Al纳米柱之间的磁极(MP)共振。通过电感能力电路电路模型以及纳米时期,直径,高度以及入射角的影响进一步证实了MP机制。此外,评估了与ALNP MetaSurface滤波器结构增强的TPV性能,还评估了对燃气TPV电池的开路电压,短路电流密度,输出电力和转换效率。
金属光(金属光(金属)是高亮度电子束的重要来源,在大规模加速器和台式显微镜的运行中无处不在。当金属的表面通过光波长的顺序进行纳米工程设计时,它可能导致表面等离子体偏振仪波的激发和结合,这些波动层驱动非线性光发射。在这项工作中,我们旨在评估金等离激元纳米植物,作为通过非线性光发射为加速器生产明亮电子束的概念。我们首先将它们的光学特性与数值计算从第一个原理进行比较,以确保我们制造这些纳米级结构的能力。通过测量发射光电流,可以发现它们的非线性光发射产量,因为它们的驱动激光的强度各不相同。最后,使用螺线管扫描技术发现该电子源的平均横向能。我们的数据证明了这些阴极的能力,可以在光发射对以线性过程驱动的金属上的光发射效率方面提高十倍。我们发现,在大于2 GWCM -2的光敏性下,这些阴极具有稳健性,并且能够达到100 na的持续平均电流,而不会降解性能。发现生成的束的发射量是高度不对称的,我们可以通过涉及图案表面的不对称粗糙度的计算来解释这一事实。这些结果表明,使用纳米工程表面作为增强的光(增强光),为高平均电流电子束提供了强大的空气稳定来源,具有巨大的工业和科学应用潜力。
摘要:铅卤化物钙钛矿材料和光学谐振器之间的强耦合使这些新兴半导体的光物理特性既可以控制,又可以观察基本物理现象。然而,实现光学定义明确的激子跃迁的光学质量钙钛矿量子点(PQD)膜的困难阻止了这些材料中强光耦合的研究,这是光电领域的核心。在本文中,我们证明了在金属谐振器中多腔激素极化子的室温下形成,它们嵌入了高度透明的邻苯二颗元素量子点(CSPBBR 3 -QD)固体,这通过对系统的吸收和发射特性的重新配置来揭示。我们的结果表明,在CSPBBR 3 -QD光腔中,似乎不存在或补偿Biexciton相互作用或大型极性形成(通常被调用以解释PQD的特性)的影响。我们观察到,强耦合可以显着降低光发射线宽度,以及光吸收的超快调制,可通过激发通量来控制。我们发现,北极星与深色态储层的相互作用在确定杂交光量子点固体系统的发射动力和瞬时吸收特性方面起着决定性的作用。我们的结果应作为将来对PQD固体作为极化材料进行研究的基础。关键字:量子点固体,钙钛矿,强烈的激子 - 光子耦合,偏振子,光学微腔
但从 1992 年开始,我开始研究涉及量子隧道传输现象的下一代技术。从那时起,我的研究主要集中在下一代技术上:首先是量子隧道器件,然后是量子点,后来是基于伪表面等离子体极化子的新兴技术。所以我可以说,过去 25 年来,我一直在为下一代技术而努力。在攻读博士学位之前,我已经积累了六年的工业研发经验。我没有利用我的工业背景来做当前一代的工作,而是转向了下一代问题。当我撰写博士论文时,它比内存技术曲线略超前一点,因为内存芯片制造商没有意识到未来一代 DRAM 芯片的测试成本方面会有什么问题。当时的测试社区开始认识到 DRAM 芯片的测试复杂性,因为集成密度超过了每芯片 1 兆位。在我完成论文并展示了一种经济高效的 DRAM 芯片测试方法的六年后,内存制造商开始使用我在论文中开发的可测试性设计技术。因此,从某种意义上说,自从 1985 年我开始攻读博士学位以来,“纳米”这个词就成了我研究的一个愿景。
我们提出了一个完整的振动强耦合(VSC)修饰速率常数的理论,当时北极化化学中的速率常数是将单个分子耦合到光腔时的完整理论。我们得出分析速率常数表达(等式17)基于稳态近似和费米的黄金法则(FGR)的无损制度。分析表达表现出鲜明的共振行为,当腔频率与振动频率匹配时,达到最大速率常数。该理论还解释了为什么VSC速率常数修改与腔外振动的光谱相似。这种分析表达以及我们先前的分析速率表达在有损方面,为VSC修饰的速率常数提供了完整的理论。我们的分析理论表明,随着腔体寿命的改变,速率常数将会流动,而速率常数将相对于光 - 偶联强度,然后饱和。分析速率常数与所有探索机制的数值精确的运动层次(HEOM)模拟都非常吻合。此外,我们讨论了VSC修饰的速率常数的温度依赖性,其中分析理论也与数值精确的模拟很好。最后,当考虑Fabry-P´erot腔内的平面动量时,我们在正常发生率下讨论了共振条件。
摘要:铅卤化物钙钛矿材料和光学谐振器之间的强耦合使这些新兴半导体的光物理特性既可以控制,又可以观察基本物理现象。然而,实现光学定义明确的激子跃迁的光学质量钙钛矿量子点(PQD)膜的困难阻止了这些材料中强光耦合的研究,这是光电领域的核心。在本文中,我们证明了在金属谐振器中多腔激素极化子的室温下形成,它们嵌入了高度透明的邻苯二颗元素量子点(CSPBBR 3 -QD)固体,这通过对系统的吸收和发射特性的重新配置来揭示。我们的结果表明,在CSPBBR 3 -QD光腔中,似乎不存在或补偿Biexciton相互作用或大型极性形成(通常被调用以解释PQD的特性)的影响。我们观察到,强耦合可以显着降低光发射线宽度,以及光吸收的超快调制,可通过激发通量来控制。我们发现,北极星与深色态储层的相互作用在确定杂交光量子点固体系统的发射动力和瞬时吸收特性方面起着决定性的作用。我们的结果应作为将来对PQD固体作为极化材料进行研究的基础。关键字:量子点固体,钙钛矿,强烈的激子 - 光子耦合,偏振子,光学微腔
图3:检索EPP特性。(a)激子 - 平面极性子在金上沉积的13 nm厚的WSE 2的分散关系。colormap显示了反射系数的虚构部分,该部分用TMM计算。带有误差条的白线对应于从数据中提取的实验波形。垂直误差条对应于入射激光器的线宽,水平误差条是峰位置上的不确定性。使用TMM计算的理论分散关系的橙色线。红色虚线表示空气中的光线,水平虚线WSE 2的A-Exciton的能量,而蓝色虚线则在没有A-Exciton的情况下将样品的分散体。(b)与耦合振荡器模型(COM)相比,EPP的分散关系。两个极化分支以紫色绘制,实验波形为黑色。(c)实验性(黑色曲线)和理论(橙色曲线)的传播长度。水平误差条对应于拟合的不确定性。(d)使用Munkhbat等人的WSE 2介电函数计算出13 nm厚的WSE 2对黄金的反射性的比较。40(蓝色虚线),直接用传统的远场显微镜(绿线)直接测量,使用介电函数计算得很适合拟合远距离的反射(红线),并从近乎测量的测量值(紫色squares)中提取。