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光子机械

本文论述了光子机械的基本内容,包括:1.光子力及其功能;2.光子的功能产生;3.光子引  (本文共10页) 阅读全文>>

华中科技大学
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基于光子晶体微腔的超低质量腔光机械系统研究

随着半导体加工工艺的发展,MEMS器件的尺寸不断缩小进入纳米量级,开启了NEMS器件的研究与应用。作为NEMS器件核心部分的纳米机械谐振器,超低的质量使其具有极高的探测灵敏度而广泛应用在超灵敏测量和传感领域。腔光机械耦合是光场与机械振动之间的耦合,在引力波探测、高精度测量、基态冷却、量子信息处理等领域具有巨大的应用潜力。将纳米机械谐振器融入腔光机械系统中,利用腔光机械耦合探测其机械振动,构成的超低质量腔光机械系统作为质量等传感器在生物化学检测分析等领域具有重要研究价值和广阔应用前景。其中,基于硅基光子晶体微腔的超低质量腔光机械系统具有尺寸小、可片上集成、能够低成本大规模制备等优点,使其成为最有前景的方案之一。本论文设计并实验验证了几种新型基于光子晶体微腔的硅基片上集成超低质量腔光机械系统,开展了一系统理论、设计和实验研究,主要研究成果与创新总结为以下几方面:(1)探索开发了硅基无源光子器件的制备工艺,设计开发了不同精度拼接曝光的...  (本文共158页) 本文目录 | 阅读全文>>

华中科技大学
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图案化及高机械灵敏度光子晶体凝胶的构筑

光子晶体是由两种或两种以上不同介电常数的介质周期性排布形成的。响应性光子晶体的光子带隙在外界刺激下会发生改变,因此其在传感、显示、检测等领域具有重要的应用价值。以胶体晶体为模板制备的光子晶体具有显著的优点,因此成为光子晶体材料的研究热点之一。磁性纳米粒子在磁场下能快速组装成规整的一维链状结构,磁性纳米粒子快速组装的特点大大缩短光子晶体的制备时间,因此磁性纳米粒子也常用作光子晶体的组装单元。响应性光子晶体可用于检测机械刺激(应力刺激)。现有的机械响应性光子晶体存在灵敏度不高、制备方法复杂、机械稳定性差等方面的问题。另外一方面,基于响应性光子晶体制备的图案化光子晶体在信息存储、防伪等方面具有潜在应用价值。已有的基于响应性光子晶体制备图案化光子晶体的方法存在的制备过程复杂,制备得到的光子晶体材料存在的单色性不好或者不能实现全色调控等问题。本论文以磁性纳米粒子为组装单元,设计制备了机械响应性光子晶体和图案化光子晶体,主要成果如下:(1)...  (本文共74页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京邮电大学
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硅基微纳光电子器件的研究

光电子器件是光纤通信的基础,是实现光纤通信的底层承载平台和核心技术所在。随着光纤通信技术的发展,小型化、智能化、低成本和高可靠性逐渐成为光纤通信系统的重要发展方向。硅基光电子技术,借助成熟的硅基加工工艺、廉价的材料成本、良好的光电混合集成特性,正逐步替代传统的基于Ⅲ-Ⅴ族材料光电子器件,适应光纤通信系统的发展需求。此外,硅基光电子器件与其他功能模块结合,实现高灵敏度、多功能、一体化的微纳光机电系统,被广泛应用于光纤通信领域之外的光学传感、军事侦查、空间探索等领域。因此,在硅基光电子器件方面的研究,对提高我国未来在光电子芯片产业的核心竞争力具有重要的意义。在此背景下,本论文着重研究了其中两类尺寸在微纳尺度的重要硅基光电子器件,提出并实现了三个新型硅基光电子器件的设计。本文的主要内容如下:第一部分,调研工作。首先,对目前硅基光电子器件的研究现状,进行了详细的调研工作,并对硅基光电子的发展方向、关键问题、研究思路做了相应的总结和探讨工...  (本文共121页) 本文目录 | 阅读全文>>

大连理工大学
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一维波导管与混合原子光机械耦合系统中双光子传输的控制

近些年来,随着量子信息的发展,人们对量子信息的控制要求越来越高。光机械系统,作为一种新型的光子-声子相互作用的非线性系统,可以作为潜在的量子信息处理控制器件。光对机械振子的辐射压力可以等效成一个Kerr非线性,从而使得腔内的光子呈现出反聚束效应。特别是在少光子强耦合的情况下,这种强的非线性相互作用可以使得光子呈现出强的反聚束效应,目前强耦合的实现仍然是个难题。而对于少光子弱耦合情况,仍然有研究表明,光机械系统也可以实现反聚束效应,甚至是光子阻塞效应。同时,由于光机械系统是能够实现光子与声子,光子与电学系统的耦合,从而可进一步提供进行混合系统量子系统控制的可能,所以研究光机械系统在量子信息处理中的应用有着很重要的意义。为了利用非线性来控制双光子的传输,我们将一维波导管与一个混合原子-光机械系统侧边耦合,研究双光子在这个光机械系统中的传输性能。由于四能级原子系综能够诱导非线性,因此原子系综的引入能够进一步提高非线性的效果。我们的研究...  (本文共57页) 本文目录 | 阅读全文>>

大连理工大学
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一维波导管平方耦合光机械系统中双光子的控制

从20世纪中叶发展至今的量子光学让我们比往日更加深入地了解身处的自然界。60年代产生激光器以后,人们得以从量子层次研究与理解许多光学新效应,形成量子光学研究的不同课题。随着实验技术的提高,越来越多的光学效应被一一揭示,不断充实扩充着量子光学的内容,促进量子光学理论的进一步深化与完善。在这其中,光机械系统即光学腔与机械系统的耦合在近年来越来越引起人们的研究兴趣。光机械系统中的耦合效应,电磁诱导透明,制冷等现象在实验中得到证实,为量子信息等应用以及量子光学、量子力学基本理论的研究开创了一条道路。本文中的光机械系统便是一种可以实现对于双光子控制的机制。本文共分为三章,第一章首先介绍了量子光学以及光机械系统的发展,第二章介绍了量子光学的一些基本原理,包括光场的非经典性质以及光力效应。第三章介绍了两种不同耦合机制的光机械系统,包括一维波导管耦合光机械系统中单光子的传输和光机械系统中双光子的散射关联;第四章是我们的研究工作,首先给出了理论模...  (本文共42页) 本文目录 | 阅读全文>>