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第 9 章 用于光学钟表的飞秒激光器......
摘要：20 世纪 90 年代末，锁模飞秒激光器被引入，成为合成和测量光频率的重要新工具。飞秒激光器的简单性、坚固性和更高的精度使其在光学频率计量领域占有重要地位。此外，它们的使用正在开发基于载波包络相位精确控制的重要新时域应用。预计参考原子和离子中的光学跃迁的窄线宽激光器将很快成为任何类型的最佳电磁频率参考，其预计分数频率不稳定性低于 1 × 10 -15 τ -1/2，不确定性接近 1 × 10 -18 。当与这种超精密频率标准结合使用时，飞秒激光器可用作宽带合成器，将输入光频率相位相干地转换为跨越数百太赫兹的光频率阵列和可计数的微波频率。综合过程中引入的过量分数频率噪声可接近1×10 -19 的水平。
极化纳米天线中超窄谐振的主动和被动调谐
光学纳米天线能够在纳米尺度上压缩光并增强光与物质的相互作用，因此对光子器件和光谱学具有重要意义。其中，由支持声子极化子的极性晶体制成的纳米天线（声子纳米天线）表现出最高的品质因数。这是因为这些材料固有的低光损耗，然而，由于它们的介电性质，阻碍了纳米天线的光谱调谐。在这里，通过近场纳米显微镜监测，在很宽的光谱范围（≈ 35 cm − 1 ，即共振线宽 ≈ 9 cm − 1 ）内实现了声子纳米天线中超窄共振的主动和被动调谐。为此，将由六方氮化硼制成的单个纳米天线放置在不同的极性基底上（例如石英和 4H-碳化硅），或用高折射率范德华晶体 (WSe 2 ) 的层覆盖它，以改变其局部环境。重要的是，通过将纳米天线放置在费米能量变化的门控石墨烯单层顶部，可以实现纳米天线极化子共振的主动调谐。这项工作提出了具有超窄共振的可调极化子纳米天线的实现，可用于主动纳米光学和（生物）传感。
基于钠的凹入式墨膜，用于通过模板旋转的sodoophic -glass
光学过滤器引起了高级光子仪器和现代数字显示器的巨大兴奋，因为它们的光谱操纵能力具有灵活性。等离子带宽，高光谱对比度和健壮的结构耐受性的等离子元面是光学效果（尤其是在可见的状态），但由于内在的欧姆损失和设计/制造偏差而宽阔的光谱扩大。此处，通过空间脱钩的凹面表面的独特结构设计，通过液体金属的模板固定效率来证明，通过在450至750 nm的光学结构设计中，证明了高性能的跨质面积。由于明显地抑制了金属损失以及界面结构的制造耐受性，因此，经过准备的凹面偏移可以使最小线宽约为15 nm，最大的光学对比度为≈93％，高度衡量的光谱匹配比率高度高度匹配比率≈1500。这些结果在第一次将基于钠的等离子设备的运行波长从红外线推向可见的运行波长，这反过来又表明了迄今为止填写商业介电光学过滤器空白的能力。
激光技术在量子信息科学中的应用
实验物理学的科学进步不可避免地依赖于基础技术的不断进步。激光技术可以实现受控的相干和耗散原子光相互作用，而微光学技术则可以实现标准光学无法实现的多功能光学系统。本论文报告了这两项技术的重要进展，目标应用范围从里德堡态介导的量子模拟和光镊阵列中单个原子的计算到高电荷离子的高分辨率光谱。报告了激光技术的广泛进展：通过引入机械可调透镜支架，外腔二极管激光系统的长期稳定性和可维护性得到显著改善。开发了基于类似透镜支架的锥形放大器模块。二极管激光系统由数字控制器补充，用于稳定激光频率和强度。控制器提供高达 1.25 MHz 的带宽和由商业 STEMlab 平台设定的噪声性能。此外，还开发了针对强度稳定和 Pound-Drever-Hall 频率稳定进行优化的散粒噪声受限光电探测器以及用于 MHz 范围拍音的光纤探测器。通过分析用于波长为 780 nm 的 85 Rb 激光冷却的激光系统的性能，证明了所提出技术的能力。参考激光系统稳定到由调制传输光谱提供的光谱参考。分析该光谱方案以发现高调制指数下的最佳操作。使用紧凑且经济高效的模块产生合适的信号。实现了一种基于光学锁相环的激光偏移频率稳定方案。来自参考激光系统的所有频率锁定均提供 60 kHz（FWHM）的 Lorentzian 线宽以及 10 天内 130 kHz 峰峰值的长期稳定性。基于声光调制器与数字控制器相结合的强度稳定允许在微秒时间尺度上进行实时强度控制，并辅以响应时间为 150 纳秒的采样保持功能。对激光系统的光谱特性提出了很高的要求，以实现量子态的相干激发。在本论文中，通过引入一种用于二极管激光器的新型电流调制技术来增强主动频率稳定的性能。实现了从 DC 到 100 MHz 的平坦响应和低于 90 ◦ 的相位滞后，最高可达 25 MHz，从而扩展了可用于激光频率稳定的带宽。将该技术与快速比例微分控制器相结合，实现了两个激光场，相对相位噪声为 42 mrad rms，用于驱动铷基态跃迁。通过双光子方案进行相干里德堡激发的激光系统通过从 960 nm 倍频提供 780 nm 和 480 nm 的光。从单模光纤获得的 480 nm 输出功率为 0.6 W。两个激光系统的频率都稳定在高精细度参考腔中，导致 960 nm 处的线宽为 1.02 kHz（FWHM）。数值模拟量化了有限线宽对里德堡拉比振荡相干性的影响。开发了一种类似于 480 nm 里德堡系统的激光系统，用于高电荷铋的光谱分析。先进的光学技术也是微光学镊子阵列的核心，它提供了前所未有的系统尺寸可扩展性。通过使用优化的透镜系统与自动评估程序相结合，演示了具有数千个点且阱腰小于 1 µm 的镊子阵列。使用增材制造工艺生产的微透镜阵列实现了类似的性能。微透镜设计针对制造工艺进行了优化。此外，还分析了由于抑制谐振光导致的偶极阱散射率，证明了使用锥形放大器系统生成偶极阱的可行性。
一种基于光的热塑性塑料打印方法 - NSF-PAR
图 3：PAN IPP 的平面内分辨率评估。(a) 定制 USAF-1951 光掩模的投影聚焦在液-液界面。(b) 使用 0.6 wt.% V-50 从 IPP 获得的目标 PAN 薄膜图像。黄色箭头表示 (c,d) 中表示的强度分布的线和方向。(cd) 第 3 组在 0.5、1.0 和 1.5 wt.% (c) V-50 和 (d) VA-044 的强度分布。分辨率极限对应于第一组，其中线条不再能从强度分布中分辨出来，黑线表示在光掩模的图像平面中获得的强度分布。(e) 分辨率极限定义为已识别组中的单个线宽和 (f) 印刷 PAN 薄膜的每个图像中的气泡数与光引发剂浓度和类型。标记和误差线表示在相同条件下获得的五种 PAN 薄膜的平均值和标准偏差。所有照片的曝光时间为 30 秒。
带有过渡的缺陷微腔 - 沉积物
使用过渡金属二进制基因生成元（TMDC）单层作为活性材料的创新微型和纳米层的研究和开发，由于其独特的电气，机械和光学特性，引起了极大的关注。在本报告中，详细介绍了被自组装并整合到介电分布式的bragg旋转结构中的光子缺失的微腔的制造，该结构完全封装了杜松子化的单层（WSE 2）（WSE 2）。WSE 2单层带有六角硼的封装过程产生的气泡会诱导微虫腔中的抛物线光子缺陷。这些缺陷导致直径依赖性的三维光学配置，这是通过实验研究和数值模拟确认的。此外，在谐振器中观察到输入输出特性中的显着非线性和激发功率依赖性的线宽缩小，表明激光操作通过光子自相关测量结果进行了验证。光子缺失的腔全部均在单个单层样品上形成，这表明多波长发射光子应用的潜在优势，并促进了基于TMDC的Prestruction Prestructuction Photonic-Donic-Defect Microlasers用于大规模制造。
在原子薄的异质结构中的静电陷阱中受控的层间激子电离
原子上薄的半导体异质结构提供了一个二维（2D）设备平台，用于产生高密度的冷，可控制的激子。中间层激元（IES），绑定的电子和孔定位于分开的2D量子井层，具有永久的平面外偶极矩和长寿命，从而可以根据需要调整其空间分布。在这里，我们采用静电门来捕获并控制它们的密度。通过电气调节IE鲜明的偏移，可以实现2×10 12 cm-2以上的电子孔对浓度。在此高IE密度下，我们观察到指示了指示IE离子化过渡的线宽扩大，而与陷阱深度无关。该失控的阈值在低温下保持恒定，但增加了20 K，与退化IE气体的量子解离一致。我们在可调静电陷阱中对IE离子化的演示代表了朝着实现固态光电设备中偶极激子冷凝物实现的重要步骤。
SQUID 手册。第 1 卷，SQUIDS 和 SQUID 系统的基本原理和技术
5 实用直流 SQUID：配置和性能 171 5.1 简介 172 5.2 直流 SQUID 基本设计 175 5.2.1 非耦合 SQUID 175 5.2.2 耦合 SQUID 177 5.3 磁强计 186 5.3.1 概述 186 5.3.2 用于高空间分辨率的磁强计 187 5.3.3 用于高场分辨率的磁强计 188 5.4 梯度计 193 5.4.1 概述 193 5.4.2 薄膜平面梯度计 195 5.4.3 线绕轴向梯度计 198 5.5 1/ f 噪声和在环境场中的操作 200 5.5.1 关于 1/ f 噪声的一般说明 200 5.5.2 临界电流波动 200 5.5.3 热激活涡旋运动 201 5.5.4 涡旋的产生 203 5.5.5 降低涡旋运动产生的 1/ f 噪声 205 5.5.5.1 概述 205 5.5.5.2 涡旋钉扎 205 5.5.5.3 窄线宽器件结构 206 5.5.5.4 通量坝 207 5.6 其他性能下降效应 208 5.6.1 磁滞 208 5.6.2 射频干扰 209 5.6.3 温度波动和漂移 210
钙钛矿纳米晶体的生长机制见解
卤化铅钙钛矿纳米晶体（LHP NC）具有诸多优良特性，包括宽范围的带隙可调性、可忽略的电子-声子耦合1、大的吸收截面2和窄的发射线宽，此外还具有溶液加工性、低成本合成和与其他现有器件组件的兼容性3,4，是潜在光电应用的有前途的材料，例如发光显示器、激光器和用于大面积可印刷光收集装置的纳米晶体墨水。5 – 10然而，尽管它们具有高量子产率（QY）和表面不敏感性，但基于溶液加工钙钛矿的第一个发光二极管（LED）的外部量子效率却不到 0.2%。 11 需要持续努力了解电子空穴复合途径和选择性改进辐射途径，才能将性能提高到约 15%。12 这主要是通过解决诸如增加高移动电荷的限制、配体交换和配体密度控制、表面缺陷钝化、掺杂和抑制俄歇非辐射复合等问题来实现的。13 – 17 然而，对
基于超肉带近红外等离子电子光检测
摘要。窄带光进行是用于材料分析和传感的重要测量技术，例如非分散红外传感技术。已经探索了光活性材料工程和纳米光子过滤方案，以实现波长选择的光电检测，而大多数设备的响应性带宽大于操作波长的2％，从而限制了感知性能。在Au/Si Schottky纳米结中，通过实验证明了带宽小于0.2％的近红外照相检测。通过仔细尾随纳米结构中的吸收性和辐射损失，在1550 nm的波长下获得了光电响应的最小线宽。使用波纹的AU膜在芯片上实现了多个功能，包括窄带共振，用于传感和光电检测的光收集以及用于热电子发射的电极。受益于与原位光电传感信号和超核会共振的原位光电转换，通过简单的强度询问进行了独立的芯片生物传感，在Glucose解决方案的浓度下降至0.0047％，用于Glucose解决方案和150 ng ng ml for Rabbit Bitbit Igg。在现场传感，光谱，光谱成像等中应用的这种技术的有希望的潜力。