摘要:与大规模硅制造兼容的硅光子学是一个破坏性的光子平台,表明对行业和研究领域(例如量子,神经形态计算,LIDAR)具有重要意义。尖端应用,例如高容量相干的光学通信和杂差激元,已升级对集成窄线宽激光源的需求。为此,这项工作旨在通过开发高性能混合III-V/硅激光来满足这一要求。开发的集成激光器利用单个微孔谐振器(MRR),演示了超过45 dB的侧模式抑制比(SMSR)的单模操作,激光输出功率高达16.4 mW。远离需要多个复杂控制的当前混合/异质激光体系结构,开发的激光体系结构仅需要两个控制参数。重要的是,这是通过降低表征这些激光器的复杂性来简化工业采用的。通过简洁的结构和控制框架,实现了2.79 kHz的狭窄激光线宽,低相对强度噪声(RIN)达到-135 dB/hz。此外,在测量10 dB的信噪比(SNR)的情况下,证明了12.5 GB/s的光学数据传输。
连续变量(CV)系统在实现通用量子计算的实现中引起了越来越多的关注。最近的一些实验表明,使用CV系统将值编码为捕获的离子机械振荡器并执行逻辑门的可行性[C. C. Flühmann等。,自然(伦敦)566,513(2019)]。必不可少的下一步是保护编码的量子函数免受量子反应的影响,例如,由于机械振荡器及其环境之间的相互作用而引起的运动反应性。在这里,我们提出了一种方案,以抑制单模谐波振荡器的量子反应性,该方案是通过引入非逆势泄漏消除操作员(LEO)的特定设计来编码Qubits的。值得注意的是,我们的非扰动狮子座可用于分析无近似值的精确运动方程。它还允许我们证明这些LEO的有效性仅取决于时间域中的脉冲序列的积分,而脉冲形状的详细信息在适当选择时间段时并没有显着差异。此控制方法可以在任意温度和任意系统轴耦合强度下应用于系统,这使其对于一般的开放量子系统非常有用。
摘要。1)背景:高功率连续激光束在光缆(包括光纤)列车和大气中的建模、特性、变换和传播在过去几年中已成为激光科学与工程领域的热门话题。在军事领域中,高功率连续激光应用必须具有单模输出。此外,非平稳、动态的工作模式也很常见。由于动态行为和非典型非高斯分布,公认的激光束诊断设备和程序无法直接应用。2)方法:提出了 Wigner 变换方法来表征具有显著确定性像差的动态变化高功率连续激光束。采用 Shack-Hartmann 方法进行波前传感测量并分解为正交 Zernike 基。3)结果:发现了由非平稳热光效应导致的确定性像差,该像差取决于激光输出的平均功率。通过维格纳方法测定的光束质量的变化与远场光束直径的测量结果的变化相同。4)结论:这种像差成分似乎是导致高功率连续激光束的光束质量和亮度下降的主要因素。
现代物理学中的光学扩增和大量信息传递取决于刺激的辐射。但是,无论传统的宏观激光器或新兴的微型和纳米仪,信息调制通常都在激光腔之外。另一方面,具有固有Q因子的连续体(BIC)中的结合状态仅限于动量空间中的零维奇点。在这里,我们提出了空间信息激光的概念,其激光信息熵可以通过引导模式的近场bragg耦合来相应地控制。在支撑全k空间BIC的增益损失的超材料中得到了验证,并具有灵活的操纵和对光场的强限制。在连续的能带中存在违反直觉的高维BIC,该能量带提供了一个多功能平台,可以精确控制每个激光傅立叶组件,因此可以直接传达有关紧凑型尺寸的丰富空间信息。在我们的计划中实现的单模操作可确保一致稳定的激光信息。我们的发现可以扩展到不同的波系统,并开放有关经典和量子应用的信息连贯放大和高Q物理框架的新方案。
摘要。气候仿真不确定性是由间变异性,模型结构和外部强迫引起的。模型对比子(例如,耦合模型对立面项目; CMIP)和单模大型合奏已提供了对不确定性源的见解。在COSM2(CMIP6-ERA模型)和CESM1(CMIP5-ERA模型)的CESM2(CESM2)进行了大范围。我们将其称为CESM2-LE和CESM1-LE。这些模拟中使用的外部强迫已更改为与其CMIP生成一致。结果,CESM2-LE和CESM1-LE集合之间的差异表示是模型结构和强迫的变化。在这里,我们提出了新的Enble模拟,使我们能够将这些模型结构和强迫差异的影响分开。我们的新CESM2模拟使用CMIP5强制进行与CESM1-LE中使用的模拟进行。我们发现,由于气溶胶对模拟气候的影响,历史强迫不确定性的强烈影响。在历史时期,迫使驱动器减少了CESM2-LE相对于CESM1-LE的全球变暖和海洋热吸收,而CESM1-LE被模型结构的影响所抵消。模型结构和强迫在全球范围内的影响,北极表现出与全球平均值对比的独特信号。
在光学设备的性能方面保持高灵敏度和较大的功绩(FOM)至关重要,尤其是当它们用于用作具有极低检测极限(LOD)的生物传感器时。在这里,创建了以1D光子晶体形式的纳米组装层,该层沉积在D形的单模纤维上,以满足这些标准,从而产生Bloch表面波的产生。高和低折射率(RI)纳米层之间的对比度增加,以及损失的减少,不仅可以实现高灵敏度,还可以实现狭窄的共振带宽,从而导致FOM中的显着增强。进行了批量RI敏感性的初步测试,并考虑了一个模仿生物学层发生结合相互作用的生物学层的其他纳米层的影响。最后,通过以非常低的浓度检测血清中的免疫球蛋白G来评估生物传感能力,并实现了70 AM的创纪录LOD。能够在Attomolar范围内达到非常低的LOD的光学纤维生物传感器不仅是一个了不起的技术结果,而且还可以作为早期诊断疾病的有力工具。
PDM-IR是基于INGAAS/INP单光雪崩二极管(SPAD)的光子计数模块,用于检测到1700 nm的近红外单光子(请参阅PDE图)。该模块包括一个可编程频率和用于门控探测器的脉冲发生器,用于Spad的雪崩传感的前端电路,用于检测器的雪崩电流淬火的快速电路和重置均匀的偏置电压,以及一些用于信号调节的子电路。通过集成在检测器包装内的低功率毛皮冷却器保持稳定。主要参数可通过软件接口进行调整,以最佳地匹配不同的应用程序的要求。该系统可以方便地用于计数和计时测量,因为高性能电子也可以保证即使在快速门过渡的情况下也可以保证干净的时间响应(请参阅下面显示的典型IRF曲线)。pdm-ir可以在自由运行的模式下工作;可以在单模SMF-28和50μm多模级指数之间选择输入纤维。以下典型的DCR与典型的10μm设备的固定设备显示了门控和自由运行模式。
本文研究了光纤的设计和优化,以实现高速数据传输,强调了最大程度地提高现代通信网络效率的进步。光纤(全球通信基础架构的核心组成部分)能够在长距离内传输数据,而通过总内部反射等原则,损失最小。本研究探索了单模和多模式光纤设计,提供了关键参数的概述,例如核心直径,折射率索引程序和数值孔径。使用麦克斯韦方程的数学建模在优化纤维性能方面起着核心作用,帮助工程师缓解诸如衰减和分散等挑战。本文还讨论了高级技术,包括密度波长多重多路复用(DWDM),该技术可实现每秒数据速率。实践应用中的案例研究,例如纤维到家(ftth)网络和跨加工电缆,突出了优化设计对网络绩效的影响。展望未来,预计光子晶体纤维和空心纤维的创新将推动进一步的改进,从而实现超高速度数据传输。本文结束了持续研发的意义,以应对光纤技术的挑战并支持全球通信系统的需求不断增长。
摘要:我们提出了一个基于INP的光子积分电路(PIC),该电路(PIC)由广泛可调的激光主振荡器组成,该电路供应一系列集成的半导体光放大器,这些放大器是在单模式波导中进行干涉式芯片的。我们展示了稳定且有效的片上相干束组合,并从单片PIC中获得高达240 MW的平均功率,其中30-50 kHz Schawlow-townes线宽,并且在整个延伸的C波段中均具有> 180 MW的平均功率。我们还探索了基于INP的激光和放大器阵列PIC的混合整合,并具有高质量的氮化硅微孔谐振器。,我们根据来自硝基硅微孔子芯片的反馈形成的外部空腔中的外部空腔中的干涉放大器阵列的增益观察激光;这种配置导致Schawlow-townes线宽缩小到约3 kHz,在SIN输出方面的平均功率为37.9 MW。这项工作展示了一种用于高功率,狭窄线宽源的新方法,该方法可以与芯片单模波导平台集成,以用于非线性集成光子学中的潜在应用。
Self-induced transparency (SIT) in two-level atomic sys- tems is one of the most well-known coherent pulse prop- agation phenomena: Above a certain intensity threshold, the absorption of a pulse by resonant transitions decreases strongly and the medium becomes almost completely trans- parent, which is accompanied by a considerable reduction in the group velocity (for reviews, see Refs.[1 - 4])。这是McCall和Hahn [5,6]的首次报道,他们通过使用半经典描述,证明了两级培养基通过强吸收与2π脉冲透明。现在,这种半经典模型是研究原子相干性的效果[7-9]的量子optics教科书中的标准。已经提出了SIT孤子作为脉冲挤压状态产生的候选[10],量子非过度测量结果[11],以及量子信息存储和检索[12]。此外,随着微观结构纤维技术的最新进展[13],也考虑了通过气体填充的单模单型晶体纤维在sit solitons中产生的生成[14],这简化了ES横向效应。在所有这些进步中,量子噪声和量子相关性起着不可捕获的主要作用