在过去的二十年里,超表面(一种通过空间排列的纳米级特征或“超原子”来操纵光的工程表面)已成为一种强大的概念,可用于定制和控制光的基本特性。透镜、移相器、偏振器和滤光片等传统光学元件体积庞大,需要数个波长的长度尺度才能改变穿过它们的光流。相比之下,光学超表面可以用一层深亚波长尺寸的光学纳米天线来操纵相位、振幅和偏振。用这种超薄扁平结构取代传统笨重光学元件的前景使超表面成为未来光学元件小型化设计工具包的重要组成部分,并实现全新的功能。
摘要:环形谐振器是硅光子学中滤波器、光延迟线或传感器的重要元件。然而,目前工厂中还没有低功耗的可重构环形谐振器。我们展示了一种使用低功耗微机电 (MEMS) 驱动独立调节往返相位和耦合的加/减环形谐振器。在波长为 1540 nm 且最大电压为 40 V 的情况下,移相器提供 0.15 nm 的谐振波长调谐,而可调耦合器可以将直通端口处的光学谐振消光比从 0 调节到 30 dB。光学谐振显示出 29 000 的被动品质因数,通过驱动可以增加到近 50 000。MEMS 环在晶圆级上单独真空密封,能够可靠且长期地保护免受环境影响。我们循环机械致动器超过 4 × 10 9
摘要:可见光集成光子学可用于传统(C 波段和 O 波段)硅光子学无法实现的应用,包括囚禁离子和中性原子量子实验、生物光子学和显示器。尽管展示了越来越先进的功能和集成度,但低功耗、单片集成的可见光开关和移相器的开发仍然是一项艰巨的挑战。在这里,我们展示了一种用于可见光谱的集成光子静电 MEMS 驱动的 Mach-Zehnder 干涉仪光开关。该设备在 540 nm 波长下以 7.2 dB 的消光比和 2.5 dB 的光损耗运行。测得的 10-90% 上升(下降)时间为 5(28)µ s,实现了约 0.5 nW 的低静态功耗。30 kHz 开关频率下的动态功耗估计为 < 70 µW。
引言:液体电介质和绝缘聚合物是柔性电子器件的组成部分[1]–[4]。此外,微流体与微电子技术的集成为高频电子系统开辟了新的研究和开发领域。例如,过去十年来,许多研究都展示了通过流体调节天线输出频率、辐射方向图和极化的方法[5]–[14]。人们还利用流体研究了微波元件的频率调谐,包括滤波器[15],[16]、移相器[17],[18]、功率分配器[19],[20]和振荡器[21]。尽管前文提到流体电子学方面的研究成果日益增多,但关于用于实现这些系统的各种电介质流体和聚合物化合物的介电常数的公开数据却非常有限。在缺乏此类数据的情况下,研究人员通常依靠在某一频率下收集的介电常数数据来近似其设备在其他频率下的响应。直到最近,才开始出现关于感兴趣的介电流体宽带响应的介电光谱研究[22]。在本文中,我们报告了宽带复介电常数
我们介绍了 Perceval,这是一个用于模拟和与离散变量光子量子计算机交互的开源软件平台,并描述了它的主要特性和组件。它的 Python 前端允许光子电路由基本的光子构建块组成,例如光子源、分束器、移相器和探测器。有各种计算后端可用,并针对不同的用例进行了优化。它们使用最先进的模拟技术,涵盖弱模拟或采样和强模拟。我们通过重现各种光子实验并模拟一系列量子算法的光子实现(从 Grover 和 Shor 的算法到量子机器学习的例子),给出了 Perceval 的实际应用示例。 Perceval 旨在成为一个有用的工具包,适用于希望轻松建模、设计、模拟或优化离散变量光子实验的实验者,希望为离散变量光子量子计算平台设计算法和应用程序的理论家,以及希望在现有的最先进的光子量子计算机上评估算法的应用程序设计者。
摘要 — 本文介绍了一种体积小、功耗低的毫米波相控阵接收机前端。本振 (LO) 和射频 (RF) 相移方案相结合,用于降低功耗和 RF 路径损耗。此外,在有源电路的实现中,采用了体隔离技术,以最少的级数实现更高的功率增益。该技术还用于 RF 路径移相器开关以减轻损耗。为了验证所提出的架构,采用 65 nm 体 CMOS 工艺制造了一个单元件 56 至 66 GHz 相控阵接收机前端。根据测量结果,接收机实现了 ∼ 14.85 dB 的功率增益和 5.7 dB 的最小噪声系数 (NF)。测得的平均 RMS 相位和增益误差分别为 ∼ 3.5 ◦ 和 ∼ 0.45 dB。接收器链的输入 1dB 压缩点 (P − 1dB ) 约为 − 19 dBm。完整的接收器(包括有源平衡-不平衡转换器和所需缓冲器(不包括 LO))在 1 V 电源下消耗约 50 mW 功率,不包括焊盘,占用硅片面积为 0.93 mm 2 。
简要摘要:3、4、6 面“宙斯盾”系统。爱国者现拥有 GaN AESA;S/X 波段 AMDR 提供的灵敏度和轨道数量是 SPY-1D(V) 的 30 倍;低成本封装:使用 COTS、PCB ;极端 MMIC:片上 32 元件 60 GHz T/R 阵列;数字波束成形 (DBF):每个元件均采用 A/D 技术;材料:GaN 现在可以在相同占用空间内提供 5 倍到 10 倍 GaAs 的功率,成本降低 38%,MTBF 为 1 亿小时;MIMO(多输入多输出):有意义的地方;超材料天线:1000 美元的 20 GHz 和 30 GHz AESA;非常低成本的系统:汽车雷达成本不到 100 美元,未来只需几美元:MEMS:移相器;MEMS 压电材料 = piezoMEMS:用于飞行昆虫机器人;印刷电子:低成本 1.6 GHz(目标 2.4 GHz)印刷二极管;同一芯片上的电信号和光信号;硅中的红外透明;石墨烯和碳纳米管 (CNT):太赫兹晶体管时钟速度的潜力;革命性的 3-D 微加工;超导性;可生物降解的晶体管或 LED 阵列:嵌入用于检测癌症或低血糖;量子雷达:查看隐形目标;
在线性光学系统中,光的量子态操纵在量子光学和量子计算中有多种应用。QOptCraft 软件包提供了一系列方法来解决使用线性干涉仪设计量子实验时最常见的一些问题。这些方法包括从系统的经典描述计算 n 个光子的量子演化矩阵的函数和逆方法,对于任何所需的量子演化,这些逆方法要么给出实现该幺正演化的实验系统的完整描述,要么在不可能的情况下,给出以局部最小误差近似所需幺正的线性系统的完整描述。软件包中的函数包括不同已知分解的实现,这些分解将线性系统的经典散射矩阵转换为分束器和移相器的列表,以及计算描述具有 n 个光子的状态量子演化的有效哈密顿量的方法。该软件包包含一些有用的任务例程,例如生成随机线性光学系统、计算矩阵对数以及通过 Schmidt 秩等指标进行量子态纠缠测量。选择这些例程是为了避免在处理线性系统描述中出现的酉矩阵时常见的数值问题。
光子学为探索非经典计算资源提供了一个出色的平台[1],因为纠缠可以通过光学非线性效应方便地产生[2-4],而线性操控协议可在多个自由度上实现[5-7]。人们做出了巨大的努力来产生和操控高维纠缠态,既用于量子力学的检验[8],也用于量子技术的应用[9]。人们致力于增加单个光子上编码的信息量[10],并实现高维通用线性运算,以扩展量子处理的能力,增强量子计算和模拟的多功能性[11]。高维量子编码已在光路域[12]、频域[4]、时间模域[13,14]和横向空间模域[15–17]中得到演示。对于第一个域,Reck等人[5]展示了如何使用由相位调制器和耦合器组成的级联基本块实现任意幺正算子。利用Reck等人的方案,在路径域中报道了维数从6到26的可编程矩阵算子和投影仪[9,12,18,19]。然而,仅实现了6×6的任意变换矩阵,而由于移相器和定向耦合器的排列复杂性不断增加,其他演示都是固定的或部分可调的。在频域,量子
摘要 — 本文介绍了一种可扩展 W 波段相控阵系统的设计和实现,该系统具有内置自对准和自测试功能,基于采用 TowerJazz 0.18 µ m SiGe BiCMOS 技术制造的 RFIC 收发器芯片组,其 f T / f MAX 为 240/270 GHz。该 RFIC 集成了 24 个移相器元件(16TX/8RX 或 8TX/16RX)以及直接上变频器和下变频器、带素数比倍频器的锁相环、模拟基带、波束查找存储器和用于性能监控的诊断电路。设计了两个带有集成天线子阵列的有机印刷电路板 (PCB) 插入器,并将其与 RFIC 芯片组共同组装,以产生可扩展的相控阵瓦片。瓦片通过菊花链式本振 (LO) 同步信号彼此相位对齐。本文介绍了 LO 错位对波束方向图的影响的统计分析。16 个瓦片组合到载体 PCB 上,形成一个 384 元件 (256TX/128RX) 相控阵系统。在 256 个发射元件的视轴处测量到的最大饱和有效全向辐射功率 (EIRP) 为 60 dBm (1 kW)。在 90.7 GHz 下运行的无线链路使用 16-QAM 星座,在降低的 EIRP 为 52 dBm 的情况下,产生的数据速率超过 10 Gb/s,等效链路距离超过 250 m。