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摘要:本文通过Zns薄膜和波导的结构和光学特征,介绍了二阶非线性光子学对二阶非线性光子学的优势。1。引言是由物质辐射相互作用引起的非线性光学现象,这已经得到了很大改善,这已经大大改善了光子设备的开发,可以在基于非线性光学材料的指导结构内强限制电磁场。[1]。到目前为止,只有很少的研究集中在硫化锌(ZNS)上。这种材料对于非线性光学元件来说是有希望的,因为它是电信波长[2]的高折射率,透明度的宽光谱,高第二[3]和三阶非线性系数[4]和多晶结构,并且有可能充分利用非线性过程[5]。从应用的角度来看,ZnS沉积方法的种类(其中一些是低成本)也代表了有趣的技术优势。在这项工作中,我们描述了由磁控溅射沉积的ZnS薄膜的结构和光学特性,以及第一个基于ZnS的波导的制造过程及其线性表征。
首先,我想对我的顾问Oskar Painter表示最深切的感谢,以感谢这些年来他坚定不移的支持和指导。尽管我最初缺乏经验,但他对我的能力的鼓励和信念对我有助于进入量子研究。我喜欢与奥斯卡(Oskar)的每一次讨论,后者体现了梦想最狂野梦想的咒语,同时挖掘最扎实的细节。一方面,他对研究的热情和信仰一直激发我度过困难的时刻。另一方面,他的高水平和努力争取卓越的努力一直促使我超越了我自己停下来的地方。此外,他对我的开放态度和信任使我能够掌管转向和塑造项目的所有权和责任,在这过程中我真正成长为研究人员。最重要的是,他为小组获得的资源和他组装的团队是我在博士学位期间所取得的一切的基础。我不能对奥斯卡(Oskar)表示感谢,也不能传达我让他成为我的顾问的债务。
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。
摘要:在这项工作中,我们通过采用了一个操作的耦合 - ridge波导(CRW)结构,证明了以λ〜5μm的激光为λ〜5μm的高功率量子级联激光(QCL)阵列。五元素QCL阵列进行了模拟和制造,以将CRW结构扩展到中波红外状态。通过正确设计山脊和空间的几何形状,可以观察到约10°的衍射限制强度曲线附近的主峰的侧面远场。通过引入埋入的2阶分布式反馈(DFB)光栅,在25°C下以高于1 W的辐射功率的底物发射。单个纵向模式的操作是通过更改良好的细胞波长调音系数为–0.2 cm –1 /k的温度来获得的。
光学放大设备是光学通信系统中的关键组件。在1980年代,Erbium掺杂的纤维放大器(EDFAS)是一项开创性的成就,可以实现长途光学通信和革命性的信息传输[1,2],因为EDFA一直为全球基于纤维的通信网络提供了低噪声的高收益,数十年来。erbium离子在覆盖高输出功率的电信带中表现出稳定和低噪声增益,使Erbium掺杂介质非常适合光学放大器和激光器。但是,EDFA通常需要一米至数十米的光纤长度,这使它们容易体现环境波动,并为整合工作带来挑战。半导体光放大器(SOA)具有高增益和集成,但它们具有极化敏感[3],噪声图也相对较高。对比,与不同光子平台的稀土离子掺杂显示了可以有效解决问题的综合掺杂波导放大器(EDWAS)的巨大希望[4,5]。根据1990年代开始对EDWA进行的研究[6]。如今,Edwas引起了重大的兴趣,受益于不同集成光子平台的传播损失,包括氮化硅(SI 3 N 4)[1、7-9] [1、7-9],氧化泰当不是(TEO 2)[10]和Niobate(Niobate(ln)[4、11-18)[4、11-18] [4、11-18] [4、11-18]>尤其是,由于其透明度较大,非线性和出色的电极(EO)特性,LN长期以来一直是光子学的有希望的材料。绝缘子(LNOI)平台上的Niobate锂结合了LN的优势与增强的模式限制,使其成为下一代光子集成电路
在光学和微波域之间转换信号的新策略可能在推进古典和量子技术方面起关键作用。传统的光学到微波转导的方法通常会扰动或破坏针对光线强度编码的信息,从而消除了这些signals进一步处理或分布的可能性。在本文中,我们引入了一种光学到微波转换方法,该方法允许对微波光子信号进行检测和光谱分析,而不会降低其信息含量。使用与压电电换能器集成的光力学波导证明了此功能。该系统内有效的机电和光力耦合允许双向光学到微波转换,量子效率高达-54.16 dB。通过在通用布里渊散射中保存光场包膜时,我们通过通过一系列具有独特的共振频率的电动机电sepguments传输光学信号来证明多通道微波光谱过滤器。这种电力力学系统可以为微波光子学中的遥感,通道化和频谱分析提供灵活的策略。
光子系统之间的电磁波耦合依赖于通常限制在单个波长内的evanevanscent场。扩展evanscent耦合距离需要低折射率对比度和完美的动量匹配,以实现较大的耦合比。在这里,我们报告了在拓扑山谷大厅对波导中发现光子超耦合的发现,显示了多个波长的耦合效率的显着提高。在实验上,我们通过电磁能的涡流涡流流进行了波导之间的超高耦合比,达到了95%的耦合效率,以分离多达三个波长。拓扑系统中光子超耦合的演示显着扩大了片上波导和组件之间的耦合距离,为开发超耦合光子光子积分设备的发展铺平了路径,光学传感和电信。
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。