使用波导模式的近场捕获和移动微粒可以实现稳定和紧凑的集成光学平台,以操纵,分类和研究单个微观对象。在这项工作中,研究了通过Bloch表面波在聚合物波中传播的一维光子晶体表面和位于波导表面上的光线的可能性。数值模拟。使用两光子激光光刻,在一维光子晶体的表面制造了Su-8聚合物波导。当Bloch表面波被激发时,聚苯乙烯微粒沿波导的运动被实验证明。
研究了两种气体(CO 2)和甲烷(CH 4)的两种气体中的中红外区域的检测,研究了不同的集成光子传感器。这三个研究的结构是基于Chalcogenide膜(CHG)或多孔也(PGE)和基于CHG的Slot波导的山脊波导。优化了波导尺寸,以在导向光和气体之间获得最高功率因数,同时保持在中红外波长范围内的单个模式传播。在CHG山脊波导的情况下,可实现的功率因数为1%,PGE-Ridge为45%,在CHG-Slot的情况下为58%。在λ=4.3μm处的二氧化碳的检测极低(LOD),甲烷在λ=7.7μm下的二氧化碳为0.1 ppm,由于中液范围内的较大的气体吸收系数,可获得CHG SLOT波引导的λ=7.7μm。对于多孔驻驻波导,还计算出低LOD值:CO 2在λ=4.3μm时为0.12 ppm,CH 4在λ=7.7μm处的Ch 4 ppm。这些结果表明,所提出的结构可以在环境和健康感测芯片上实现通用光谱检测所需的竞争性能。
在单分子,实时(SMRT)测序中,通过单个DNA聚体在DNA链复制过程中实时监测单个核苷酸,跟踪掺入multicolor荧光标记的核苷酸。[3A]通过扩散过程将要测序的DNA模板加载到100 nm直径的纳米线的底部,称为零模式波导(ZMW),这自然有利于捕获由于井的大小约束而捕获较短的DNA分子。[3b,4]为了从长片段中获取读数,使用尺寸选择系统,其中短片段通过凝胶电泳去除。[5]总体而言,在SMRT测序方案中需要高输入DNA量(> 3 µg每1 GB基因组),[5,6],尽管可提供来自亚纳米图DNA的库制备方法[7] [7]来自低输入的这种低输入量的DNA负载限制可有效读取来自低输入的有效读数。需要新平台有效地将各种尺寸的DNA碎片加载到没有长度偏差的ZMW中,并且从超值输入(PICOGRAMPOMPOM级别)导致了几种类型的电气致命ZMW的发展,包括纳米孔ZMWS(NZMWS)(NZMWS)[8]和POOL ZMWS(POOL ZMWS)(POROUL ZMWS(POLOUL ZMWS))(POROUL ZMWS)(POLFOOL ZMWS)。[9]在这些设备中,跨设备的电压应用导致离子流过ZMWS的多孔碱基,从而导致电动介导的生物分子(DNA,RNA和蛋白质)的电动介导的负载。与基于扩散的负载相反,电力学介导的负载功能低尺寸偏差和亚纳米革兰氏DNA输入要求。在该设备中,波导在其底部嵌入了电极,可以使电压诱导的DNA分子捕获到EZMWS中。但是,这些设备都依赖于独立的超薄膜,这在某种程度上承诺了设备的寿命并增加背景光致发光。为了克服这些问题,我们在这里脱颖而出,电光ZMWS(EZMWS),这是一种新型的电气可致动ZMW的设计,其中不需要独立的membranes。我们的新设备功能
带有光波导的分子发光材料在发光二极管,传感器和逻辑门中具有广泛的应用前景。但是,大多数传统的光学波导系统都是基于脆性分子晶体,该晶体限制了在不同的应用情况下的柔性设备的制造,运输,存储和适应。迄今为止,在同一固态系统中具有较高柔韧性,新型光学波导和多端口色调发射的光功能材料的设计和合成仍然是一个开放的挑战。在这里,我们已经构建了新型的零维有机金属卤化物(Au-4-二甲基氨基吡啶[DMAP]和DMAP),对于光学波导而言,弹性很小,损失系数很少。对分子间相互作用的理论计算表明,2分子晶体材料的高弹性是原始的,它是从其人字形结构和滑移平面的。基于2个晶体的一维柔性微脚架和Mn-Dmap的2维微板,具有多色和空间分辨光学波导的异质界面。杂合的形成机理是基于表面选择性生长,因为接触晶体平面之间的低晶格不匹配比。因此,这项工作描述了具有高灵活性和光学波导的基于金属壁的晶体异质结的首次尝试,从而扩展了用于智能光学设备(例如逻辑门和多路复用器)的传统发光材料的前景。
简介神经形态计算是指试图模仿大脑信号处理的信号的方式[1]。与基于具有两个分离的内存和处理单元并以顺序操作的von Neumann架构的传统计算机相比[2],大脑过程以并行方式[3,4]。,它在速度和能源效率方面提供了巨大的好处,因为数据传输是造成大部分功耗的原因。克服某些局限性的方法之一是开发可以改善信号处理的新算法[5,6],但是,它仍然需要在内存和处理器之间进行数据传输和限制其效率。在处理这些限制的过程中,在网络中可以实施的人工神经元和突触的开发中,付出了很多努力[1]。基于光子学,即,神经形态光子学,可用光子作为信号载体,以在网络的不同部分之间传递信息[7-12]。多亏了几乎无限的带宽,与标准CMOS技术的兼容性以及几乎为零的功耗,可以进行基本的矩阵乘法,与神经态电子相比,它可以提供巨大的改进。可以通过以光速度在单个波导上将多个信号列入多个信号来实现完整的并行性。同时,光权重可以提供计算的低延迟。通过将这些优点结合起来,至少与电子同行相比,至少有很少的数量级改善。但是,实现此类任务的实现需要仍缺失的新材料平台和低损失体系结构。氮化硅(SIN)是光子整合电路(PIC)技术的普遍材料,因为它与标准CMOS过程兼容[13,14]。它允许在单个芯片上进行具有成本效益的设备和电子和光子组件的协整。此外,与其他材料相比,基于SIN平台的光子设备的特征是对温度漂移的容忍度更高,光学损耗和较低的波长范围操作,较大的波长透明度和改善的串扰值[14]。已经被证明是一个适当的材料平台,用于实现神经网络,表明自由度增加的是设计线性神经元[8,9]。因此,SIN平台可以作为神经形态光子学中的路由层起关键作用[9]。
摘要 - 技术的预测已为Terahertz(THZ)频率范围打开了大门,该频率范围要在不同的领域应用于各种应用。未来的通信技术,尤其是6G,还将由于其较大的带宽具有实现高数据速率的能力,因此也将使用THZ频带。在对Terahertz传播介质的早期研究中出现了巨大的损失。至关重要的是,设计适当的波导,可以将THZ波有效地整合到系统中,并以最小的损失,并易于传输数据并克服自由空间损失问题。通信,传感和其他应用参数受传输损失的高度影响;因此,需要低传输损失和分散损失波导设计才能适当利用。在本文中,研究了在Terahertz频率范围内运行的不同类型的波导中传输损失减少的综述。还讨论了几类THZ波导的设计和实验设置,以最大程度地减少传输损失。审查研究表明,这些波导可能是未来6G通信的有希望的传输媒介。
宽带中红外(IR)超脑激光源对于分子指纹区域的光谱学至关重要。在这里,我们报告了AS 2 S 3-Silica Nansospike Hybrid Waveguides的产生,并在2 s-Silica Nansospike Hybrid波动中产生,由定制的2.8μm飞秒纤维激光器泵送。波导是由压力辅助熔融AS 2 s 3的压力融化到二氧化硅毛细管中形成的,从而可以精确地定制分散体和非线性。连续的相干光谱从1.1μm到4.8μm(30 dB水平)时,在设计波导时会观察到2.8μm在异常的分散体状态中。首次制造和研究了线性锥形的毫米尺度为2 s-3-silica波导,据我们所知,与均匀的波导相比,具有重新的规格相干性,表现出比均匀的波导更宽。由于熔融二氧化硅鞘屏蔽了AS 2 S 3,因此波导被证明是长期的稳定和防水。他们提供了产生宽带MID-IR超孔的替代途径,并在频率计量学和分子光谱中应用,尤其是在潮湿和水性环境中。©2021中国激光出版社
摘要 - 我们为满足宽带耦合的基本要求,任意耦合率的支持,超低损失,高损坏,高制造公差和紧凑的足迹的支持,展示了一个高性能2×2分离器的设计。这是基于对弯曲方向耦合器(DC)的宽带响应的严格耦合模式理论分析来实现的,并通过演示完整的耦合模型,该模型的宽带值为0.4、0.5、0.6和0.7。作为基准,我们演示了一个0.5:0.5的分离器,可显着将耦合变化从传统DC中的0.391降低到80 nm波长跨度的0.051。这代表了耦合变化的显着降低7.67倍。此外,在提出的设计中使用了新发明的低损失弯曲,导致超低损坏设计,并具有可忽略的多余损失(0。003±0。013 dB)。拟议的0.5:0.5硅条波导的设计具有耐受性,并且在完整的300 mm晶圆上显示出持续的较低量变化,在80 nm波长范围内显示了最大的交叉耦合变化,在晶片的极端边缘处。futhermore,我们通过波导宽度耐受耐受性研究增强了晶圆映射,并确定了该设备在80 nm波长范围内的波导宽度偏差仅为±20 nm的最大耦合变化的设备的耐受性。这些规格使提出的分离器成为具有质量生产的实际应用的有吸引力的组成部分。
摘要中红外的光学频率梳是一种强大的气体传感工具。在这项研究中,我们证明了一个简单的中红外双弯曲光谱仪,在Linbo 3波导中覆盖3–4 µm。基于低功率激光器系统,通过linbo 3波导中的脉冲差差频率产生来实现中红外梳子。我们在超脑生成之前构建疗法前的管理,以控制泵和信号脉冲的时空比对。对于3-4 µm idler的产生,超副局部直接耦合到the的定期螺旋的Linbo 3波导中。基于这种方法的中红外双弯曲光谱仪在25 THz覆盖范围内提供了100 MHz的分辨率。为了评估光谱法的适用性,我们使用双梳光谱仪测量甲烷光谱。测量结果与Hitran数据库一致,其中残留的根平方为3.2%。这种提出的方法有望在芯片上开发综合且坚固的中红外双弯曲光谱仪进行感测。
Introduction, microwave spectrum and bands, applications of microwaves, Types of waveguides, rectangular waveguides, field equations in rectangular waveguide, field components of TM and TE waves for rectangular waveguide, modes of TM and TE waves in rectangular waveguide, impossibility of TEM waves, cut off frequency of rectangular waveguide;矩形波导中的波阻抗:矩形波导,主导模式和退化模式的TM和TE波的波阻抗,相位速度,群速度,波长和阻抗关系的模式特征;说明性问题;