摘要:在单光子水平上修改光场是即将到来的量子技术面临的一个关键挑战,可以通过集成量子光子学以可扩展的方式实现。激光写入的金刚石光子学提供了与光纤技术相匹配的 3D 制造能力和大模场直径,尽管限制了单发射器级别的协同性。为了实现大的耦合效率,我们将通过高数值孔径光学器件激发单个浅植入硅空位中心与激光写入 II 型波导辅助检测相结合。我们展示了单发射器消光测量,协同率为 0.0050,相对 beta 因子为 13%。共振光子的传输揭示了从准相干场中减去单光子,从而产生超泊松光统计。尽管内在的协同性很低,但我们的架构使光场工程能够在单量子水平上进行集成设计。激光写入结构可以三维制造,并与光纤阵列具有自然连接性。关键词:激光写入、光子工程、集成量子光学、金刚石色心、量子发射器■ 简介
提交给华威大学攻读博士学位的论文 永久 WRAP URL:http://wrap.warwick.ac.uk/177304 版权和再利用:本论文在线提供,受原始版权保护。请向下滚动查看文档本身。请参阅此项目的存储库记录以获取帮助您引用它的信息。我们的政策信息可从存储库主页获取。有关更多信息,请联系 WRAP 团队:wrap@warwick.ac.uk
摘要:金属纳米图案在利用纳米级电传导的应用中无处不在,包括互连、电纳米接触和金属垫之间的小间隙。这些金属纳米图案可以设计成显示其他物理特性(光学透明性、等离子体效应、铁磁性、超导性、散热等)。出于这些原因,深入研究使用简单工艺的新型光刻方法是实现高分辨率和高吞吐量金属纳米图案的关键持续问题。在本文中,我们介绍了一种简单的方法,通过聚焦的 Ga + 束有效分解 Pd 3 (OAc) 6 旋涂薄膜,从而得到富含金属的 Pd 纳米结构。值得注意的是,使用低至 30 μ C/cm 2 的电荷剂量就足以制造金属 Pd 含量高于 50% (at.) 且具有低电阻率 (70 μ Ω · cm) 的结构。二元碰撞近似模拟为这一实验发现提供了理论支持。这种显著的行为用于提供三种概念验证应用:(i) 创建与纳米线的电接触,(ii) 在大型金属接触垫之间制造小 (40 纳米) 间隙,以及 (iii) 制造大面积金属网格。讨论了聚焦离子束直接分解旋涂有机金属薄膜对多个领域的影响。关键词:聚焦离子束、旋涂有机金属薄膜、电接触、纳米间隙电极、大面积网格■ 简介
本报告描述了一个3D微电极阵列,该阵列集成在薄膜柔性电缆上,用于小动物的神经记录。微电极阵列制造过程整合了传统的硅薄膜处理技术,并通过两光片光刻在微分辨率下对3D结构进行直接激光写入。虽然之前已经描述过3D打印电极的直接激光写入,但该报告是第一个提供一种与微制作电气轨迹集成的高光谱比率激光写入的结构的方法。一个原型是一个16个通道阵列,该阵列由350 µm长的小腿组成,该柄在带有90 µm螺距的网格上。此处显示的其他设备包括仿生蚊子,这些蚊子穿透了鸟类的硬脑膜和多孔电极,旨在促进组织向内生长或增强神经刺激的电荷注入能力。这些设备只是一个新的设计空间的一些示例,它将启用具有可在单千分尺分辨率下定义的功能的高通道计数3D电极阵列。使用自定义激光作者,3D打印过程很快(1 mm 3 /min)。这种高速打印与标准的晶圆尺度工艺相结合,将实现有效的设备制造和新的研究,以研究电极几何形状和电极性能之间的关系。我们预计在小动物模型,神经界面,视网膜植入物和其他需要小密度3D电极的应用中会产生最大的影响。
技术正在迅速发展,在新的方法和材料方面不断突破其极限。在这种情况下,3D(亚)微打印平台尤其令人感兴趣,因为它们可以制备具有高分辨率和任意复杂度的3D微纳米结构。这方面最有前途的技术之一是直接激光写入(DLW),[1,2]这是一种基于双光子聚合反应的增材制造技术,可用于获得高通量[3]和低于100纳米的分辨率的(亚)微米物体和图案。 [4]为实现此目的,DLW利用聚焦的长波长激光飞秒脉冲照射能够在高能辐射下交联的感光树脂。 [5]虽然树脂的吸收率与激光不匹配,但在焦点处,辐射强度足够高,以至于可能发生多光子吸收现象并引发聚合过程(或触发正性光刻胶的分解)。由于抗蚀剂对激光是透明的,因此打印仅发生在焦点周围非常小的体积内(“体素”,即二维“像素”的三维模拟)。通过移动后者,只需一个简单的步骤即可获得复杂的三维架构。由于其灵活性以及易于集成功能材料的可能性,DLW 已在 MEMS、[6] 光子学、[7] 表面改性、[8] 安全系统、[9] 和生物医学研究等领域找到了多种应用。[10,11]
下一代成像技术融合了我们可调四波 LED 投影仪技术、新数据处理方法、外部光栅化引擎、无捕获相关数据重新加载、全区域高分辨率缩放、产量和质量改进工具等诸多方面的重大进步。吞吐量:下一代光引擎功能强大,允许您根据吞吐量选择更少的光引擎,从而降低机器投资成本。四波:下一代采用 360、370、390、405nm LED。这些 LED 可以进行调整以匹配光刻胶灵敏度,从而提高成像效率和调整壁陡度,并允许灵活选择光刻胶和阻焊层类型。符合 DART 标准:下一代包括外部光栅化引擎。这允许高速光栅化,包括数字线宽补偿和缩放,无需等待。使用 DART 优化套件进行全过程控制。视觉增强:Miva 的新视觉技术允许特征测量并改善目标获取。 NextGen 的视野更大,使面板放置更加简单,并且无需重新加载与捕获相关的数据。分辨率:NextGen 目前提供 30µm、15µm 或 6µm 分辨率。
量子点 (QDs) 能够产生非经典光态,是实现量子信息技术的非常有希望的候选者。然而,这些技术所要求的高光子收集效率可能无法达到嵌入在高折射率介质中的“独立”半导体 QD。本文介绍了一种新颖的激光写入技术,能够直接制造与电介质微球自对准的 QD(精度为 ± 30 纳米)。当使用 0.7 数值孔径的物镜时,微球的存在可使 QD 发光收集增强 7.3±0.7 倍。该技术利用激光破坏 GaAs 1-xNx:H 中 N-H 键的可能性,获得低带隙材料 GaAs 1-xNx。微球沉积在 GaAs 1 − x N x :H/GaAs 量子阱的顶部,用于产生光子纳米喷射,该光子纳米喷射可精确去除微球下方的氢,从而在距样品表面预定距离处创建 GaAs 1 − x N x QD。二阶自相关测量证实了使用此技术获得的 QD 发射单光子的能力。
量子点 (QDs) 能够产生非经典光态,是实现量子信息技术的非常有希望的候选者。然而,这些技术所要求的高光子收集效率可能无法达到嵌入在高折射率介质中的“独立”半导体 QD。本文介绍了一种新颖的激光写入技术,能够直接制造与电介质微球自对准的 QD(精度为 ± 30 纳米)。当使用 0.7 数值孔径的物镜时,微球的存在可使 QD 发光收集增强 7.3±0.7 倍。该技术利用激光破坏 GaAs 1-xNx:H 中 N-H 键的可能性,获得低带隙材料 GaAs 1-xNx。微球沉积在 GaAs 1 − x N x :H/GaAs 量子阱的顶部,用于产生光子纳米喷射,该光子纳米喷射可精确去除微球下方的氢,从而在距样品表面预定距离处创建 GaAs 1 − x N x QD。二阶自相关测量证实了使用此技术获得的 QD 发射单光子的能力。