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基于多晶硅波导的光学温度传感器
摘要：传统温度检测在传感精度和响应时间方面存在局限性，而基于热光效应的芯片级光电传感器可以提高测量灵敏度并降低成本。本文介绍了基于多晶硅（p-Si）波导的片上温度传感器，展示了双微环谐振器（MRR）和非对称马赫-曾德尔干涉仪（AMZI）传感器。实验结果表明，基于AMZI和MRR的传感器的灵敏度分别为86.6 pm/K和85.7 pm/K。本文提出的温度传感器与互补金属氧化物半导体（CMOS）制造技术兼容。得益于高灵敏度和紧凑的占地面积，这些传感器在光子电子应用领域显示出巨大的潜力。
超对称波导对拓扑状态的完美激发
拓扑光子状态为可靠的光操作提供了有趣的策略，但是，由于其复杂的模式剖面，使这些拓扑特征状态完全激发这些拓扑特征状态仍然具有挑战性。在这项工作中，我们建议通过超对称（SUSY）结构实现拓扑边缘状态的精确本本征。通过绝热地将SUSY伙伴转换为其主要拓扑结构，边缘模式可以通过简单的单位点输入完全激发。我们在电信波长中实验验证了我们在综合硅波导中验证我们的策略，显示了广泛的工作带宽。此外，进一步应用快捷方式到可绝化策略，以通过反设计方法来加快绝热泵工艺的速度，从而实现快速模式的发展并导致设备尺寸减小。我们的方法是普遍的，对基于拓扑的或复杂的本本型系统有益，范围从光子学和微波到冷原子和声学。
非线性光学元件的超低氮化硅波导
区域，从而增强了光学强度。然而，如此高的光学结构增加了纳米级不均匀性引起的散射损失的敏感性。氮化硅是一种介电材料，具有相对较大的非线性指数系数和一个从紫外线到中红外的宽带透明度窗口。其折射率与二氧化硅形成鲜明对比允许高分并控制波导几何形状的分散体。在过去几年中，这个材料平台作为依赖KERR效应的非线性光学应用程序的主力，从微型BOMB的生成到副标。在本文工作中，我们专注于开发高级制造技术，以实现氮化硅波导的实现。仪表长的高填充波导据报道，有1.4 db/m的阶段损失创纪录的低损失和分散工程的mi- croResonators，质量为1900万。基于这项技术，我们证明了带有光电检测的重复速率的八度跨度相干微膜和小鳄鱼的设备面积小于1毫米2，即比艺术的状态小的数量级。高产量和超损坏Si 3 N 4波导也使我们在整合波导中的第一次连续波参数放大器也可以实现，当以相位敏感的模式运行时，表现出9.5 dB的增益为9.5 dB，噪声效率为1.2 db。
在相干种子波导中的广义相干光钙效应
相干的光藻效应导致在相干光束的吸收干扰下产生电流，并允许铭文的空间充电光栅铭文，从而导致二阶敏感性（𝝌（2））。铭刻的光栅会自动导致干扰光束之间的准阶段匹配。理论和实验研究，考虑到第二次谐波产生的堕落病例，显示出显着的转化效率提高。然而，理论和实验之间的联系尚未完全确定，因此对于给定材料平台的一般准则和可实现的转换效率仍不清楚。在这项工作中，在理论上分析了光学波导中相干光钙化效应的现象学模型。该模型预测了非排优体总和生成的存在准阶段匹配光栅，这是第一次在实验中确认。此外，配制了连贯的光藻过程中空间充电光栅铭文的时间动力学。基于开发的理论方程式，提取了氮化硅化学过程的材料参数。获得的结果提供了比较不同平台的性能和潜力的基础。这项工作不仅补充了一致的光钙效应理论，而且还使我们能够确定关键参数和限制因素，以铭文（2）光栅。
通过 ... 直接激光写入渐变折射率 SiGe 波导
我们报告了通过在硅衬底上外延生长的最初均匀的硅锗 (SiGe) 薄膜中进行相位分离直接激光写入渐变折射率光波导。我们使用了波长为 532 nm 的连续波 (CW) 激光器。激光束聚焦到厚度为 575 nm、Ge 浓度为 %50 的 SiGe 薄膜表面上直径为 5 µm 的光斑。通过熔化表面来诱导 SiGe 薄膜的成分分离，并通过将激光诱导熔化区的扫描速度控制在 0.1-200 mm/s 的范围内来调整成分分布。在高扫描速度下，扫描激光束会产生移动的富 Ge 熔化区，由于扩散限制的 Ge 传输不足，Ge 含量会在后缘积聚。材料特性表明，激光加工的 SiGe 微条带由富含 Ge 的条带芯（> 70% Ge）和富含 Si 的底层包层（<30% Ge）组成。扫描速度相关的相位分离允许制造具有可调成分分布的渐变折射率 SiGe 波导，这些波导通过光学传输测量和使用模拟的模式分析来表征。我们的方法还可以应用于三元半导体 (AlGaAs) 的伪二元合金，其平衡相图与 SiGe 合金的平衡相图相似。
基于D-A-D苯甲二氮唑纳米纤维的波导中可调节的未开发发光
摘要：一组新型的供体 - 受体donor（D-A-D）苯甲二唑衍生物已合成并在纳米晶体中结晶，以探索其化学结构与波导发光特性之间的相关性。的发现表明，所有晶体都表现出发光和主动的光学波形，这表明能够根据附着在苯甲酰甲二氮唑核的供体组中调节其在550–700 nm的宽光谱范围内。值得注意的是，每种化合物的同型能量间隙与相应光波导的颜色发射之间存在明显的关系。这些结果肯定了通过合适的化学功能化来修饰有机波导的颜色发射的可行性。重要的是，本研究标志着出于这种目的的苯甲酰基衍生物的首次利用，强调了这项研究的独创性。此外，纳米晶体的获得是实施微型光子设备的关键工具。
在光子波导中的非su-schrieffer-heeger模型中对称性的破坏和复兴
对称性是现代物理的基石之一，在不同领域具有深远的影响。在受对称保护的拓扑系统中，对称性负责保护表面状态，这是这些材料所表现出的迷人特性的核心。当保护边缘模式的对称性破裂时，拓扑阶段就会变得微不足道。通过工程损失破坏了保护拓扑遗产阶段的对称性，我们表明出现了新的真正的非热对称性对称性，它保护并选择了其中一种边界模式：拓扑单层。此外，非富甲系统的拓扑结构可以以更高维度的有效遗产汉密尔顿人为特征。为了证实该理论，我们使用光子晶格研究了非弱者单和二维SSH模型，并在两种情况下都观察到动态产生的单体。我们根据存在并计算相应拓扑不变的（非热）对称性对系统进行分类。
拓扑和常规的纳米量波导，用于定向量子光学
集成量子光子学中的方向性已成为在单光子水平上实现具有非线性的可伸缩量子技术的有前途的途径。拓扑光子波导已被提出是一种在芯片上利用这种定向光 - 物质相互作用的新方法。然而，与常规线缺陷波导相比，嵌入式量子发射器与拓扑波导的定向耦合的强度仍然存在。在这项工作中，我们使用实验，理论和数值分析的组合对一系列波导中的方向耦合进行了研究。我们定量地表征了光照耦合在几个拓扑光子波导上的位置依赖性，并基准了其定向耦合性能与常规线缺陷波导。我们得出的结论是，与传统的线缺陷波导相比，拓扑波导的表现不佳，将其定向光学凭证构成疑问。证明这不是领域成熟的问题；我们表明，最新的逆设计方法，同时能够改善这些拓扑波导的定向发射，但仍将它们显着地落后于常规（滑动平面）光子晶体波导的操作。我们的结果和结论为改善定量预测的量子非线性效应的实施铺平了道路。
超人频道低刺stalk密集的尼奥贝特锂波导通过floquet Engineering
集成的光子芯片逐渐成为信息传输和处理的重要选择，其中集成密度将扮演与综合电路中见证的越来越重要的作用。迄今为止，在制管机上硅晶片已经与低串扰的密集整合做出了巨大的效果，尽管在新兴的二氯甲甲虫在启用锂岩岩（LNOII）平台中仍然非常具有挑战性。在这里，我们报告了一种利用Floquet-Mode-Index调制的策略，以实现宽带零串扰，对LNOI芯片的其他性能指标的影响最小。零串扰的潜在物理学归因于floquet quasienergy的崩溃，这是通过超速频道低cros刺传输的实验性验证的，其多余的损失低。此外，我们在紧凑的LNOI波导阵列中展示了宽带八通道光传输，与传统的波导阵列相比，宽带八通道阵列显示出优势。我们的工作是提高片上光子电路的集成密度的另一种方法，为有希望的LNOI平台中的密集波导应用开辟了不同的可能性。
可见到硫化频率的频率梳子在Niobate Nanophotonic波导中的产生
将非线性纳米光量设备引入光学频率梳量计量学领域为低功率和芯片集成时钟，高精度频率合成和广泛带宽光谱的新机会。但是，这些进步中的大多数仍被限制在光谱的近红外区域，该区域限制了在紫外线和可见范围内与大量量子和原子系统的频率梳集成。在这里，我们通过引入多段纳米型薄膜硅锂波导来克服这一缺点，这些尼贝特波导将工程性分散和鼠标匹配匹配的匹配结合在一起，从而通过χ（2）和χ（3）非线性的组合进行了有效的超核电生成。只有1,550 nm处的脉冲能量仅90 pj，我们实现了跨越330–2,400 nm的无间隙频率梳覆盖率。从近红外泵到350–550 nm的紫外线 - 可见区域的转化效率为17％，我们对优化的极点结构的建模预测效率更高。通过χ（2）在同一波导中通过χ（2）非线性的谐波生成直接产生载体 - 内玻璃偏移频率，以及在短达350 nm的波长下验证梳子连贯性的手段。我们的结果提供了一种集成的光子学方法，可以创建可见和紫外线频率梳子，以影响精度光谱，量子信息处理和在此重要光谱窗口中的光学时钟应用。