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具有通用阻抗匹配和转换光学的完美波导耦合器
摘要：有效的能量转移对于电磁通信至关重要。因此，生产一个实现宽带的波导耦合器，非反射传输是一项艰巨的任务。随着基于硅的集成光子电路的发展，芯片耦合变得越来越重要。尽管已经开发出各种用于芯片耦合的辅助器，但它们通常具有限制，例如长耦合长度，低耦合效率和狭窄的带宽。这是由于无法消除两个波导之间的反射。在这里，我们介绍了一种使用通用阻抗匹配理论和转换光学的方法，以消除两个波导之间的反射。使用此方法的耦合器称为通用阻抗匹配的耦合器，具有最短的次波长耦合长度，99.9％的耦合效率和宽带宽度。
使用间隙波导技术实现 140 GHz 微带至波导的转换
2 理论 3 2.1 电磁辐射基础 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . ...
与波导量子电动力学生成空间纠缠的巡回光子
实现完全连接的量子处理器网络，需要分发量子纠缠的能力。对于遥远的处理节点，可以通过生成，路由和捕获空间纠缠的巡回光子来实现。在这项工作中，我们使用直接耦合到波导的超级传感器量子矩来证明这种光子的确定性生成。尤其是我们生成两光子N00N状态，并表明发射光子的状态和空间纠缠可通过量子频率调谐。使用正交振幅检测，我们重建光子模式的力矩和相关性，并证明状态制备保真度为84％。我们的结果提供了使用量子干扰在波导量子量子架构中产生的巡回传送方案实现量子通信和传送方案的途径。
手性波导 QED 中多体光子束缚态的动力学
我们从理论上研究了手性波导中光子的少体和多体动力学。特别是，我们研究了脉冲通过手性耦合到波导的 N 个两级系统集合的传播。我们表明，该系统支持相关多光子束缚态，这些束缚态具有明确定义的光子数 n，并以 1 =n 2 的群延迟比例在系统中传播。这产生了一个有趣的结果，即在传播过程中，入射相干态脉冲会分解为不同的束缚态分量，这些分量可以在足够长的系统中在输出端空间分离。对于足够多的光子和足够短的系统，我们表明 n 体束缚态的线性组合恢复了自诱导透明中众所周知的平均场孤子现象。因此，我们的工作涵盖了从少光子量子传播到真正的量子多体（原子和光子）现象以及最终的量子到经典跃迁的整个范围。最后，我们证明束缚态可以与额外的光子发生弹性散射。总之，我们的结果表明，光子束缚态是真正独特的物理对象，它来自光子和两级发射器之间最基本的光物质相互作用。我们的工作为在手性波导 QED 中研究量子多体物理和光子孤子物理打开了大门。
40-Gb/s 光接收器用 InGaAs 波导光电二极管的可靠性
研究了采用金属有机化学气相沉积法制备的波长为 m 的 InGaAs 波导光电二极管 (WGPD) 在 40-Gb/s 光接收器中的应用。通过监测暗电流和击穿电压，检查了高温存储和加速寿命测试的可靠性。提取了 WGPD 测试结构的中位器件寿命和退化机制的活化能。通过统计分析检查器件寿命，该分析在预测实际条件下的器件寿命方面非常可靠。WGPD 测试结构的退化机制可以通过暴露的 p-n 结上的钝化层中的离子杂质形成漏电流路径来解释。尽管如此，可以得出结论，WGPD 测试结构对于实际的 40-Gb/s 光接收器应用表现出足够的可靠性。
40-Gb/s 光接收器用 InGaAs 波导光电二极管的可靠性
研究了采用金属有机化学气相沉积法制备的波长为 m 的 InGaAs 波导光电二极管 (WGPD) 在 40-Gb/s 光接收器中的应用。通过监测暗电流和击穿电压，检查了高温存储和加速寿命测试的可靠性。提取了 WGPD 测试结构的中位器件寿命和退化机制的活化能。通过统计分析检查器件寿命，该分析在预测实际条件下的器件寿命方面非常可靠。WGPD 测试结构的退化机制可以通过暴露的 p-n 结上的钝化层中的离子杂质形成漏电流路径来解释。尽管如此，可以得出结论，WGPD 测试结构对于实际的 40-Gb/s 光接收器应用表现出足够的可靠性。
耦合 - ridge波导量子级联激光阵列在λ〜5μm
摘要：在这项工作中，我们通过采用了一个操作的耦合 - ridge波导（CRW）结构，证明了以λ〜5μm的激光为λ〜5μm的高功率量子级联激光（QCL）阵列。五元素QCL阵列进行了模拟和制造，以将CRW结构扩展到中波红外状态。通过正确设计山脊和空间的几何形状，可以观察到约10°的衍射限制强度曲线附近的主峰的侧面远场。通过引入埋入的2阶分布式反馈（DFB）光栅，在25°C下以高于1 W的辐射功率的底物发射。单个纵向模式的操作是通过更改良好的细胞波长调音系数为–0.2 cm –1 /k的温度来获得的。
ge -on -pe -un -unsulator横向p − i − n波导光电探测器...
ge是一种集团半导体，广泛用于基于SI的电子设备，因为独特的优势在于与标准互补金属氧化物半导体（CMOS）处理，出色的载体迁移率，相对丰度和低毒性[1]。最近，GE吸引了越来越多的研究兴趣，用于制造具有成本效益和有效的功能性电子光综合电路（EPICS）[1，2]。在室温下，GE的直接带隙为0.8 eV，对应于1,550 nm处的吸收边缘。1,300 nm和1,500 nm之间的强光吸收使GE成为光纤电信设备的理想光电探测器（PD）材料[3]。但是，由于SI和GE之间的4.2％晶格不匹配，将GE直接集成在SI底物上是一项挑战。已经采取了强烈的努力，使用不同的方法（包括两步生长[4，5]和分级的SIGE缓冲液[6]，为了制造高性能GE正常生命值PDS [3，7]和波导（WG）PDS（WGPDS）PDS（WGPDS）[8，9] [8，9]。但是，GE活动层和GE/SI接口相对有缺陷，从而降低了设备性能。此外，
宽带光子晶体波导中近变换极限量子点线宽
摘要：平面纳米光子结构能够实现嵌入量子点的宽带、近乎统一的辐射耦合，从而实现理想的单光子源。电荷噪声限制了单光子源的效率和相干性，从而导致辐射光谱变宽。我们报告了通过在包含嵌入 ap - i - n 二极管的量子点的砷化镓膜中制造光子晶体波导来抑制噪声的方法。波导附近的局部电接触可最大限度地减少漏电流，并允许快速电控制（≈ 4 MHz 带宽）量子点谐振。耦合到光子晶体波导的 51 个量子点的谐振线宽测量在 6 nm 宽的辐射波长范围内表现出接近变换极限的辐射。重要的是，局部电接触允许在同一芯片上独立调谐多个量子点，这与变换极限辐射一起成为实现基于多发射器的量子信息处理的关键组成部分。关键词：光子晶体波导、量子点、单光子、共振光谱、纳米光子学、半导体异质结构
一种有条不紊的方法设计绝热波导耦合器，用于异质综合光子学
硅光子学在过去十年中已成为未来应用的有前途的解决方案，例如5G Fronthaul，工业自动化，自动驾驶汽车，数据中心，计算机记忆分解和超越[1]的高速光学互连。通过利用互补的金属 - 氧化物 - 塞体导体（CMOS）制造技术先前是为电子工业开发的，已经开发了各种高速主动的光学组件，例如调制器和光电遗传学器[2，3]。此外，在各种FAB中，已优化了被动光学组件（例如光栅耦合器[4]和波导[5]）的生产方法。为了进一步增强从/到光子积分电路（PIC）的被动组件和活动组件之间的光学连接，互连波导的正确设计和形状起着至关重要的作用。随着新的光子构建块的引入，例如硅芯片上III – V光源的异质整合，需要连续改进。有三种通用方法可以在两个波导之间实现光耦合：对接耦合，方向耦合和绝热耦合。对接耦合方法是指直接连接的两个波导的模式曲线匹配。通过最大化模式字段重叠来优化其耦合效率。因此，对于异质整合，在彼此之间需要在不同的组件之间耦合光，对接耦合不是首选选项。此外，定向耦合器的带宽有限，因为节拍长度取决于波长。在定向耦合方法中，当输入波导处的模式耦合到耦合区域的超级模型的叠加时，光耦合在两个平行波导之间。该模式以半节拍的长度从一个波导到另一个波导完全耦合，而节拍长度可以设计为短[6]。但是，在实践中很难精确确定确切的节拍长度，从而使功率传输效率和设备性能不确定。在绝热耦合方法中，