Name: Fabbricazione e caratterizzazione di guide donda fotoniche di cristallo di luce lenta e cavità (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-11-30T13:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 8 s
Description: Impara a fabbricare e caratterizzare guide d'onda fotoniche a luce lenta e cavità utilizzando litografia a fascio di elettroni e plasma etching su chip silicio su isolante. Questo metodo avanzato supporta lo sviluppo di dispositivi fototonici per telecomunicazioni.

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Gli autori ringraziano il dottor Matteo Galli, il dottor Simone L. Portalupi e Prof. Lucio C. Andreani presso l&#39;Università di Pavia per le discussioni utili relative alla tecnica RS e l&#39;esecuzione delle misure.

Disclaimer: Il protocollo che segue fornisce un flusso generale processo nei tecniche di fabbricazione e la caratterizzazione di guide d&#39;onda a cristallo fotonico e cavità. Il flusso di processo è ottimizzato per le apparecchiature specifiche disponibili nel nostro laboratorio, e dei parametri può essere diverso se altri reagenti o attrezzature viene utilizzato. 1. Preparazione del campione <ol><li> Spaccatrici campione - prendere il silicio su isolante (SOI) wafer e utilizzare uno scriba diamante graffiare una linea di circa 1-2 mm dal bordo della superficie di silicio, assicurando che il graffio si estende oltre il bordo del wafer. Allineare il graffio di un bordo diritto (ad esempio quello di un vetrino da microscopio) e applicare una pressione positiva di entrambi i lati del graffio: il wafer si atterranno lungo il piano di cristallo nella posizione zero. Ripetere questa procedura per definire l&#39;intero chip. </li><li> Esempio di pulizia - Trasferire il campione in acetone ATTENZIONE con una pinzetta unnd pulire in un bagno ad ultrasuoni per 1-2 min. Togliere il campione dal acetone, sciacquare qualsiasi acetone residuo dal campione utilizzando ATTENZIONE isopropanolo (30 sec) (sia acetone e isopropanolo sono infiammabili: usare una buona ventilazione ed evitare tutte le fonti di accensione). Asciugare l&#39;esempio utilizzando una pistola pulita azoto secco. </li><li> Spin resistere - posizionare il campione attraverso la spin-verniciatore. Pipettare sensibile elettrone resistere ATTENZIONE ZEP520A (ZEP520A è infiammabile, nocivo per inalazione e contatto con la pelle e gli occhi deve essere evitato) sul campione - uso abbastanza resistere per coprire completamente il campione senza il resist che scorre oltre il bordo. Centrifugare il campione in modo da dare un ca. 350 nm di spessore pellicola e cuocere su una piastra riscaldante a 180 ° C per 10 min. Abbiamo trovato questo spessore sia lo spessore ottimale che bilancia risoluzione e resistenza etch (vedi dopo). </li></ol> 2. Modello Definizione <ol><li> Design - utilizzando il software appropriato, simulare il modello richiesto cristallo fotonico. A insensibileer di pacchetti software utili sono disponibili, inclusi ma non limitati a: MIT Bande fotoniche (MPB), Fullwave (Rsoft), MIT Propagazione equazione elettromagnetica (MEEP). </li><li> Generazione di un modello - la creazione dei file di esposizione (formato GDS in generale) e l&#39;errore di prossimità corretto utilizzando il programma adatto 30. </li><li> Modelli d&#39;esposizione - caricare il campione nella camera del sistema di litografia a fascio di elettroni (LEO 1530 / Raith Elphy) di gas e liquidi. Una volta vuoto è stato raggiunto, accendere l&#39;alimentazione EHT e impostare a 30 kV. Lasciare il sistema in questo stato per 1 ora per permettere al campione, fase e camera a raggiungere una temperatura di equilibrio. Set-up l&#39;esposizione come indicato nel manuale utente del proprio specifico sistema di litografia a fascio elettronico. Esporre il campione utilizzando una dimensione appropriata passo base (ad esempio 2 nm) (essendo questa la dimensione del pixel minimo che il sistema può esporre), un tempo di assestamento di almeno 1 ms (questo è il tempo di attesa del sistema tra muovere la trave ed esponendola particolare porzione del pattern), e una dose superficie di 55 μAcm -2. </li><li> Sviluppo del campione - con Xilene ATTENZIONE (xilene è sia il lavoro infiammabile e altamente tossico in un luogo ben ventilato, lontano da fonti di calore ed evitare il contatto con la pelle e gli occhi) ad una temperatura di 23 ° C lo sviluppo del campione per 45 sec. Sciacquare in isopropanolo. </li></ol> 3. Patten Transfer <ol><li> RIE Pulizia Camera - Impostare le portate di argon e idrogeno a 200 sccm. Throttle giù la pompa, tramite una valvola a farfalla, per raggiungere la pressione della camera di 1 × 10 -1 mBar. Impostare la potenza RF di 100 W, accendere il plasma e correre per almeno 10 minuti - una polarizzazione CC di circa 700 V deve essere osservata. Dopo aver spento l&#39;Ar / H 2 plasma, permettono la camera di pompare per circa 1 min. Impostare la portata di ossigeno nella camera a 200 sccm e di nuovo gas la pressione della camera a 1 × 10 -1 mBar. Innescare un plasma secondodi ossigeno con una potenza di 100 W e correre per 5 min. Dopo queste procedure, la camera sarà privo di contaminanti, come residui di polimero, da qualsiasi precedente etch secca. Abbiamo eseguire questa procedura prima di ogni cambiamento di ricetta etch per garantire la massima ripetibilità. Questa procedura è ottimizzata per il nostro sistema che consiste di una piastra parallela, catodo caricato, RIE, con una camera principale 12 pollici di diametro di 14 pollici di altezza, tra cui una porta 12 pollici sia con valvola di regolazione e pompa turbomolecolare allegata. </li><li> Acquaforte cristallo fotonico - caricare il campione nella camera di RIE principale e pompare il sistema fino ad una pressione di sfondo &lt;3 × 10 -6 mbar per garantire la camera sia libera di vapore acqueo. Iniziare la etch dal pre-condizionamento la camera con i gas di etching (ossia CHF 3 e SF 6): impostare la portata di gas sia a 100 sccm (cioè impostare un rapporto di gas 1:1) e l&#39;utilizzo della farfalla portare la camera di pressione di 5 × 10 <sup&gt; -2 mBar; permettere ai gas di fluire per almeno 10 min. Dopo il pre-condizionamento, impostare la potenza RF di circa 20 W e accendere un plasma, etch il campione per circa 2 minuti (la velocità di incisione del silicio per questi parametri etch è di circa 150 nm / min), garantendo al contempo che una pressione della camera di 5 × 10 -2 mbar viene mantenuto. Un bias DC tra 200-220 V deve essere conseguito per tutto il periodo incisione. </li><li> Esempio di pulizia per eliminare gli elettroni sensibile resistere - dopo incisione a secco, pulire il campione da risciacquo in ATTENZIONE Remover 1165 (1165 è infiammabile e può causare irritazione agli occhi, naso e delle vie respiratorie) con agitazione ad ultrasuoni per 1-2 minuti, seguito da acetone e isopropanolo come descritto sopra (passo 1.2). </li><li> Isolamento membrana - spin-coat il campione con raggi UV foto sensibile resistere ATTENZIONE Microposit S1818 G2 (S1818 G2 è sia infiammabile e provoca irritazione agli occhi, naso e delle vie respiratorie) (vedi punto 1.3). Utilizzando un STANZIAMENe fotomaschera, definire finestre entro il resist sopra i modelli cristallo fotonico utilizzando l&#39;allineatore maschera UV. Esporre il campione per circa 30-45 secondi. Sviluppare il resistere in ATTENZIONE Microposit Developer MF-319 (MF-319 è un liquido alcalino e può causare irritazione agli occhi, naso e delle vie respiratorie) per 30-45 secondi, poi risciacquo in acqua deionizzata. Preparare un bicchiere di plastica con una miscela di acido fluoridrico ATTENZIONE 01:05 (1,1499 g / ml 48-51% HF) (HF è altamente corrosivo e distrugge facilmente il tessuto, durante la manipolazione utilizzare dispositivi di protezione individuale completo nominale per HF) a deionizzata acqua. Notare che per motivi di sicurezza solo bicchieri di plastica e pinzette deve essere usato con acido fluoridrico. Immergere il campione nella miscela di acido fluoridrico per 15 min. Dopo l&#39;attacco, lavare il campione accuratamente con acqua deionizzata. Rimuovere il restante fotoresist usando acetone e isopropanolo (vedi passo 1.2) - da questa fase in poi agitazione ultrasonica non può essere utilizzato. Per garantire il campioneè il più pulito possibile, seguire l&#39;acetone e lavare isopropanolo con un risciacquo in soluzione ATTENZIONE Piranha (Piranha soluzione è molto energica, esplosiva e attacca materiali organici, durante la manipolazione utilizzare dispositivi di protezione individuale completo) (3:1 acido solforico ATTENZIONE (solforico L&#39;acido è corrosivo e molto tossico, durante la manipolazione usare dispositivi di protezione ed evitare l&#39;inalazione di vapori o di nebbie) a ATTENZIONE acqua ossigenata (perossido di idrogeno è molto pericoloso in caso di contatto con la pelle e con gli occhi, durante la manipolazione utilizzare dispositivi di protezione individuale)) per 5 min , quindi risciacquare il campione in acqua deionizzata, acetone e isopropanolo. Notare che per motivi di sicurezza solo beaker di vetro e pinzette metalliche devono essere utilizzati con la soluzione Piranha. Come soluzione Piranha può esplodere in contatto con acetone o isopropanolo, esso deve essere maneggiato lontano da questi reagenti. </li><li> Spaccatrici Facet - se la preparazione di un cristallo fotonico lento-guida d&#39;onda della luce, il campione richiede attaccamento sfaccettatura. Cleave la sample seguendo la stessa procedura descritta al punto 1.1, tranne che un piccolo graffio possibile deve essere usato. Un chip SOI con ~ 700 micron di spessore del substrato può essere attendibilmente scisso fino a 4-5 mm di lunghezza campioni. </li></ol> 4. Cristallo fotonico Slow-guida d&#39;onda della luce Caratterizzazione <ol><li> Preparazione preliminare del setup - collegare l&#39;uscita di una banda larga ATTENZIONE emissione spontanea amplificata (ASE) sorgente di luce (invisibile radiazione infrarossa: evitare inutili potenze elevate, coprire percorso del raggio se possibile) per uno splitter in fibra di 3 dB e utilizzare ciascuna delle uscite per Coppia luce nelle due braccia di un free-space Mach-Zehnder interferometeter (MZI), come mostrato in Figura 9. Utilizzare lenti asferiche per collimare la luce emessa dalle fibre. In uno dei bracci dell&#39;interferometro, utilizzare due lenti asferiche aggiuntive per accoppiare il fascio di luce in e fuori del chip campione. Inserire un divisore di fascio di polarizzazione (PBS) nel braccio del campione di TE-polarizzare la light inserendo il campione. Utilizzare lenti asferiche per accoppiare i raggi in uscita collimati da entrambe le braccia indietro in un secondo divisore a fibre 3 dB, dove si ricombinano. Collegare una delle uscite di un rilevatore di infrarossi e utilizzare la lettura del rivelatore per massimizzare l&#39;accoppiamento della luce nel campione, collegare l&#39;altra uscita di un analizzatore di spettro ottico (OSA). I due bracci del MZI dovrebbero avere approssimativamente la stessa lunghezza ottico quando in presenza del campione: assicurarsi che le fibre nei due bracci del MZI hanno la stessa lunghezza nominale e comprendono una fase sintonizzabile ritardo nel braccio di riferimento per consentire per la regolazione fine della sua lunghezza. Nel braccio di esempio, montare le lenti asferiche sulla precisione xyz fasi per ottenere il migliore accoppiamento nel campione. </li><li> Regolare la lunghezza del braccio di riferimento - coppia il fascio di luce in un vuoto (cioè senza cristallo fotonico) guida d&#39;onda cresta (dello stesso tipo come guide d&#39;onda di accesso che la luce di alimentazione all&#39;interno dei cristalli fotonici) wiassottigliare stesso chip nel braccio del campione. Eseguire una scansione continua sulla OSA e osservare gli spettri di misura lunghezza d&#39;onda. Se i due bracci della MZI hanno approssimativamente la stessa lunghezza ottica, le frange spettri presentano a causa di interferenza costruttiva e distruttiva; queste frange non apparirà se le braccia del MZI hanno lunghezze ottiche molto diverse (&gt; ~ cm). La spaziatura frangia è inversamente proporzionale alla differenza di lunghezza del percorso ottico tra i due bracci. Spostare la fase di ritardo per fare riferimento al braccio più corto e osservare le frange del OSA: se diventano più densa (rade), il braccio di riferimento è minore (più) rispetto al braccio del campione. Impostare la fase di ritardo per assicurarsi che il braccio di riferimento è minore del braccio del campione e risultati in una spaziatura frangia di circa 5 a 10 frange in un intervallo di lunghezze d&#39;onda 10 nm (Figura 10a). Infine, eseguire questa ottimizzazione sul dispositivo che fornisce il ritardo massimo e quindi mantenere il ritardo fissato per tutta la misurazionedell&#39;intero campione. </li><li> Eseguire la calibrazione - mentre ancora allineata sulla guida d&#39;onda vuota, eseguire tre scansioni sul OSA: una scansione per lo spettro interferenza e una scansione per ciascuno dei due bracci separatamente (ottenuto bloccando l&#39;altro braccio). Utilizzare una risoluzione di 0,05-0,1 nm. Registrare ogni spettro misurato. </li><li> Lenta acquisizione della luce dei dati - eseguire e registrare tre spettri, come al punto 4.3 per ogni guida d&#39;onda a cristallo fotonico sul chip. </li><li> Analisi di Fourier dei dati - lo spettro di interferenza (interferogramma) I (ω) è matematicamente espresso da: I (ω) = S (ω) + R (ω) + sqrt [S (ω) R (ω)] {exp [iΦ (ω) - iωτ]} + cc, dove S (ω) e R (ω) sono le densità spettrali misurate separatamente dal campione e bracci di riferimento, rispettivamente. Il ritardo τ è impostato dalla posizione dello stadio di ritardo nel braccio di riferimento. Le informazioni sulla dispersione della guida d&#39;onda a cristallo fotonico è contenuto nella fasetermine, che si deve estrarre dai dati misurati. Sottrarre la non-interferenza sfondo S (ω) + R (ω) dal interferogramma per isolare solo il termine interferente. Calcolare la trasformata di Fourier del termine interferenti: il termine sqrt (SR) exp [i (Φ-ωτ)] e il suo complesso coniugato corrispondono ai picchi centrati in t = τ e t =-τ, rispettivamente. Filtrare numericamente uno dei due termini e trasformare nuovamente al dominio di frequenza. Differenziare la fase Φ (ω) - ωτ dei dati risultanti rispetto a ω ottenere Δτ g, la differenza di ritardo di gruppo tra i due bracci. Il gruppo indice n g = c / v g, con v g la velocità di gruppo, è data da: n = g (Δτ g PhC - Δτ g cal) c / L + n cal, dove Δτ g cal è ottenuto dai dati di taratura adottate from la guida d&#39;onda vuota, L è la lunghezza della guida d&#39;onda a cristallo fotonico e cal n = 2,7 è l&#39;indice effettivo della guida d&#39;onda cresta di riferimento. Il contributo al ritardo da vari elementi ottici della configurazione viene presa in considerazione la corsa di taratura, ed è quindi sottratto in questa fase. </li></ol><ol start="6"><li> Curva di trasmissione - calcolare la curva di trasmissione normalizzando il spettro del campione di una guida d&#39;onda a cristallo fotonico a quella della guida d&#39;onda vuota. </li></ol> 5. Cristallo fotonico Caratterizzazione cavità <ol><li> Setup - preparazione della configurazione (Figura 14) per RS comprende: commutazione dell&#39;elemento sostituibile per il divisore di fascio polarizzante, inserendo un polarizzatore nel braccio di ingresso e un analizzatore del braccio di uscita; capovolgere uno specchio nel braccio tastatore per consentire l&#39;uso di una sorgente di infrarosso vicino, permettono l&#39;illuminazione del campione. Montare il campione verticalmente con un orientamento di 45 ° rispetto all&#39;assedel polarizzatore (Figura 18) su un differenziale guidato xyz micro-blocco e regolare il micro-blocco in modo che il campione è a fuoco e una cavità può essere visto con la telecamera, come in Figura 15 (a sinistra). Utilizzando una emissione spontanea amplificata (ASE) fonte, allineare il fascio al centro della cavità Figura 15 (a destra). Capovolgere via la specchietto per l&#39;illuminazione e mettere il braccio di uscita per accedere al spettrometro (monocromatore con rivelatore a serie di allegato). Avviare una scansione con un ampio bassa a moderata risoluzione per identificare i picchi cavità. Ottenere la lunghezza d&#39;onda grossolana della risonanza nella scansione ASE (Figura 16a) con una precisione di 1 nm. È anche possibile acquisire la scansione ampia con una sorgente laser sintonizzabile ATTENZIONE (TLS) (Figura 16b) (invisibile radiazione IR: evitare inutili potenze elevate, coprire percorso ottico se possibile). Si deve fare attenzione che la risoluzione è impostata sul valore più alto, al fine diassaggiare le line-larghezza di ogni picco. </li><li> Eseguire scansioni ad alta risoluzione sui picchi identificati - collegare i TLS al braccio di ingresso e attenuare il fascio ad un livello mW. Preparati per la scansione ad alta risoluzione, consentendo il braccio di uscita da raccogliere dal fotorivelatore e l&#39;istituzione di una scansione continua scansione con una risoluzione di 1 pm per un campo 2 nm centrata alla lunghezza d&#39;onda di risonanza precedentemente trovato. L&#39;importanza di questa fase è quello di migliorare il rapporto segnale-rumore (SNR), con l&#39;obiettivo di ottenere una linea Lorentziana forma di risonanza: modificare la posizione xyz del micro-blocco ed eseguire la scansione fino a che il SNR è massimizzato e la linea-forma è simile a quella di un Lorentzian, come mostrato nella sezione risultato rappresentativo. </li></ol>

<ol><li>Baba, T., Kawasaki, T., Sasaki, H., Adachi, J., Mori, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large+delay-bandwidth+product+and+tuning+of+slow+light+pulse+in+photonic+crystal+coupled+waveguide%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Large delay-bandwidth product and tuning of slow light pulse in photonic crystal coupled waveguide.</a> Opt. Express. 16 (12), 9245-9253 (2008).</li>
<li>Melloni, A., Canciamilla, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tunable+delay+lines+in+silicon+photonics%3A+coupled+resonators+and+photonic+crystals%2C+a+comparison%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Photon.+J%22%5BJournal%5D)">Tunable delay lines in silicon photonics: coupled resonators and photonic crystals, a comparison.</a> IEEE Photon. J. 2 (2), 181-194 (2010).</li>
<li>Ishikura, N., Baba, T., Kuramochi, E., Notomi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large+tunable+fractional+delay+of+slow+light+pulse+and+its+application+to+fast+optical+correlator%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Large tunable fractional delay of slow light pulse and its application to fast optical correlator.</a> Opt. Express. 19 (24), 24102-24108 (2011).</li>
<li>Beggs, D. M., Rey, I. H., Kampfrath, T., Rotenberg, N., Kuipers, L., Krauss, T. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrafast+tunable+optical+delay+line+based+on+indirect+photonic+transitions%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Ultrafast tunable optical delay line based on indirect photonic transitions.</a> Phys. Rev. Lett. 108 (21), 213901(2012).</li>
<li>Beggs, D. M., White, T. P., O'Faolain, L., Krauss, T. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultracompact+and+low-power+optical+switch+based+on+silicon+photonic+crystals%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Lett%22%5BJournal%5D)">Ultracompact and low-power optical switch based on silicon photonic crystals.</a> Opt. Lett. 33 (2), 147-149 (2008).</li>
<li>Nguyen, H. C., Sakai, Y., Shinkawa, M., Ishikura, N., Baba, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((10+Gb%2Fs+operation+of+photonic+crystal+silicon+optical+modulators%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">10 Gb/s operation of photonic crystal silicon optical modulators.</a> Opt. Express. 19 (14), 13000-13007 (1364).</li>
<li>Kampfrath, T., Beggs, D. M., White, T. P., Melloni, A., Krauss, T. F., Kuipers, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrafast+adiabatic+manipulation+of+slow+light+in+a+photonic+crystal%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+A%22%5BJournal%5D)">Ultrafast adiabatic manipulation of slow light in a photonic crystal.</a> Phys. Rev. A. 81 (4), 043837(2010).</li>
<li>Monat, C., Corcoran, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Slow+light+enhancement+of+nonlinear+effects+in+silicon+engineered+photonic+crystal+waveguides%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Slow light enhancement of nonlinear effects in silicon engineered photonic crystal waveguides.</a> Opt. Express. 17 (4), 2944-2953 (2009).</li>
<li>Corcoran, B., Monat, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((light+emission+in+silicon+through+slow-light+enhanced+third-harmonic+generation+in+photonic-crystal+waveguides%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Photon%22%5BJournal%5D)">light emission in silicon through slow-light enhanced third-harmonic generation in photonic-crystal waveguides.</a> Nature Photon. 3, 206-210 (2009).</li>
<li>Li, J., O'Faolain, L., Rey, I. H., Krauss, T. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Four-wave+mixing+in+photonic+crystal+waveguides%3A+slow+light+enhancement+and+limitations%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Four-wave mixing in photonic crystal waveguides: slow light enhancement and limitations.</a> Opt. Express. 19 (5), 4458-4463 (2010).</li>
<li>Checoury, X., Han, Z., Boucaud, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stimulated+Raman+scattering+in+silicon+photonic+crystal+waveguides+under+continuous+excitation%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+B%22%5BJournal%5D)">Stimulated Raman scattering in silicon photonic crystal waveguides under continuous excitation.</a> Phys. Rev. B. 82 (4), 041308(2010).</li>
<li>Y, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photonic+crystal+nanocavity+laser+with+a+single+quantum+dot+gain%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Photonic crystal nanocavity laser with a single quantum dot gain.</a> Opt. Express. 17 (18), 15975-15982 (2009).</li>
<li>Ellis, B., Mayer, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultralow-threshold+electrically+pumped+quantum-dot+photonic-crystal+nanocavity+laser%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Photon%22%5BJournal%5D)">Ultralow-threshold electrically pumped quantum-dot photonic-crystal nanocavity laser.</a> Nature Photon. 24, 297-300 (2011).</li>
<li>Galli, M., Gerace, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low-power+continuous-wave+generation+of+visible+harmonics+in+silicon+photonic+crystal+nanocavities%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Low-power continuous-wave generation of visible harmonics in silicon photonic crystal nanocavities.</a> Opt. Express. 18 (25), 26613-26624 (2010).</li>
<li>Notomi, M., Shinya, A., Mitsugi, S., Kira, G., Kuramochi, E., Tanabe, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+bistable+switching+action+of+Si+high-Q+photonic-crystal+nanocavities%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Optical bistable switching action of Si high-Q photonic-crystal nanocavities.</a> Opt. Express. 13 (7), 2678-2687 (2005).</li>
<li>Shambat, G., Rivoire, K., Lu, J., Hatami, F., Vučkovič, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tunable-wavelength+second+harmonic+generation+from+GaP+photonic+crystal+cavities+coupled+to+fiber+tapers%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Tunable-wavelength second harmonic generation from GaP photonic crystal cavities coupled to fiber tapers.</a> Opt. Express. 18 (12), 12176-12184 (2010).</li>
<li>Fan, S., Villeneuve, P. R., Joannopoulos, J. D., Haus, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Channel+drop+filters+in+photonic+crystals%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Channel drop filters in photonic crystals.</a> Opt. Express. 3 (1), 4-11 (1998).</li>
<li>Tanabe, T., Nishiguchi, K., Kuramochi, E., Notomi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low+power+and+fast+electro-optic+silicon+modulator+with+lateral+p-i-n+embedded+photonic+crystal+nanocavity%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Low power and fast electro-optic silicon modulator with lateral p-i-n embedded photonic crystal nanocavity.</a> Opt. Express. 17 (25), 22505-22513 (2009).</li>
<li>Nozaki, K., Tanabe, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sub-femtojoule+all-optical+switching+using+a+photonic-crystal+nanocavity%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Photon%22%5BJournal%5D)">Sub-femtojoule all-optical switching using a photonic-crystal nanocavity.</a> Nature Photon. 4, 477-483 (2010).</li>
<li>Notomi, M., Yamada, K., Shinya, A., Takahashi, J., Takahashi, C., Yokohama, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extremely+large+group-velocity+dispersion+of+line-defect+waveguides+in+photonic+crystal+slabs%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+Lett%22%5BJournal%5D)">Extremely large group-velocity dispersion of line-defect waveguides in photonic crystal slabs.</a> Phys. Rev. Lett. 87 (25), 253902(2001).</li>
<li>Labilloy, D., Benisty, H., Weisbuch, C., Smith, C. J. M., Krauss, T. F., Houdré, R., Oesterle, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Finely+resolved+transmission+spectra+and+band+structure+of+two-dimensional+photonic+crystals+using+emission+from+InAs+quantum+dots%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+B%22%5BJournal%5D)">Finely resolved transmission spectra and band structure of two-dimensional photonic crystals using emission from InAs quantum dots.</a> Phys. Rev. B. 59 (3), 1649-1652 (1999).</li>
<li>Inanç Tarhan, I., Zinkin, M. P., Watson, G. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interferometric+technique+for+the+measurement+of+photonic+band+structure+in+colloidal+crystals%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Lett%22%5BJournal%5D)">Interferometric technique for the measurement of photonic band structure in colloidal crystals.</a> Opt. Lett. 20 (14), 1571-1573 (1995).</li>
<li>Galli, M., Marabelli, F., Guizzetti, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+measurement+of+refractive-index+dispersion+of+transparent+media+by+white-light+interferometry%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Opt%22%5BJournal%5D)">Direct measurement of refractive-index dispersion of transparent media by white-light interferometry.</a> Appl. Opt. 42 (19), 3910-3914 (1364).</li>
<li>Galli, M., Bajoni, D., Marabelli, F., Andreani, L. C., Pavesi, L., Pucker, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photonic+bands+and+group-velocity+dispersion+in+Si%2FSiO2+photonic+crystals+from+white-light+interferometry%5BTitle%5D)+AND+%22Phys.+Rev.+B%22%5BJournal%5D)">Photonic bands and group-velocity dispersion in Si/SiO2 photonic crystals from white-light interferometry.</a> Phys. Rev. B. 69 (11), 115107(2004).</li>
<li>Vlasov, Y. A., O'Boyle, M., Hamann, H. F., McNab, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Active+control+of+slow+light+on+a+chip+with+photonic+crystal+waveguides%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Active control of slow light on a chip with photonic crystal waveguides.</a> Nature. 438, 65-69 (2005).</li>
<li>Gomez-Iglesias, A., O'Brien, D., O'Faolain, L., Miller, A., Krauss, T. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+measurement+of+the+group+index+of+photonic+crystal+waveguide+via+Fourier+transform+spectral+interferometry%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Direct measurement of the group index of photonic crystal waveguide via Fourier transform spectral interferometry.</a> Appl. Phys. Lett. 90 (26), 261107(2007).</li>
<li>Akahane, Y., Asano, T., Song, B. -S., Noda, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-Q+photonic+nanocavity+in+a+two-dimensional+photonic+crystal%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">High-Q photonic nanocavity in a two-dimensional photonic crystal.</a> Nature. 425, 944-947 (2003).</li>
<li>McCutcheon, M. W., Rieger, G. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Resonant+scattering+and+second-harmonic+spectroscopy+of+planar+photonic+crystal+microcavities%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Resonant scattering and second-harmonic spectroscopy of planar photonic crystal microcavities.</a> Appl. Phys. Lett. 87 (22), 221110(2005).</li>
<li>Galli, M., Portalupi, S. L., Belotti, M., Andreani, L. C., O'Faolain, L., Krauss, T. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Light+scattering+and+Fano+resonances+in+high-Q+photonic+crystal+nanocavities%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Light scattering and Fano resonances in high-Q photonic crystal nanocavities.</a> Appl. Phys. Lett. 94 (7), 71101(2009).</li>
<li>WÃest, R., Strasser, P., Jungo, M., Robin, F., Erni, D., Jückel, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+efficient+proximity-effect+correction+method+for+electron-beam+patterning+of+photonic-crystal+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Microelectron+Eng%22%5BJournal%5D)">An efficient proximity-effect correction method for electron-beam patterning of photonic-crystal devices.</a> Microelectron Eng. 67-68, 182-188 (2003).</li>
<li>Tanaka, Y., Asano, T., Akahane, Y., Song, B. -S., Noda, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Theoretical+investigation+of+a+two-dimensional+photonic+crystal+slab+with+truncated+cone+air+holes%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Phys.+Lett%22%5BJournal%5D)">Theoretical investigation of a two-dimensional photonic crystal slab with truncated cone air holes.</a> Appl. Phys. Lett. 82 (11), 1661(2003).</li>
<li>Asano, T., Song, B. -S., Noda, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+the+experimental+Q+factors+%28%7E+1+million%29+of+photonic+crystal+nanocavities%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Analysis of the experimental Q factors (~ 1 million) of photonic crystal nanocavities.</a> Opt. Express. 14 (5), 1996-2002 (2006).</li>
<li>O'Faolain, L., Schulz, S. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Loss+engineered+slow+light+waveguides%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Loss engineered slow light waveguides.</a> Opt. Express. 18 (26), 27627-27638 (2010).</li>
<li>Joannopoulos, J. D., Johnson, S. G., Winn, J. N., Meade, R. D. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aJoannopoulos%2C+JD+%22Photonic+crystals%2C+molding+the+flow+of+light%22">Photonic crystals, molding the flow of light</a>. , 2nd ed, Princeton University Press. (2008).</li>
<li>Li, J., White, T. P., O'Faolain, L., Gomez-Iglesias, A., Krauss, T. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Systematic+design+of+flat+band+slow+light+in+photonic+crystal+waveguides%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Systematic design of flat band slow light in photonic crystal waveguides.</a> Opt. Express. 16 (9), 6227-6232 (2008).</li>
<li>Takeda, M., Ina, H., Kobayashi, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fourier-transform+method+of+fringe-pattern+analysis+for+computer-based+topography+and+interferometry%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Opt.+Soc.+Am%22%5BJournal%5D)">Fourier-transform method of fringe-pattern analysis for computer-based topography and interferometry.</a> J. Opt. Soc. Am. 72 (1), 156-160 (1982).</li>
</ol>

Nessun conflitto di interessi dichiarati.

Esempio di fabbricazione La scelta del fascio elettronico resist (cioè ZEP 520A) è dovuta alla sua risoluzione simultaneamente e resistenza etch. Crediamo che ZEP 520A può essere influenzata dalla luce UV emessa da fonti di luce di laboratorio generali, in quanto tale, si consiglia di posizionare spin-rivestite campioni in contenitori opachi UV mentre li spostano da un laboratorio ad un altro. Passando definizione del modello cristallo fotonico, prima di es...

<table><tbody><tr><td>Acetone</td><td>Fisher Scientific</td><td>A/0520/17</td><td>ATTENZIONE: infiammabile, utilizzare una buona ventilazione ed evitare tutte le fonti di accensione.</td></tr><tr><td>Isopropanolo</td><td>Fisher Scientific</td><td>P/7500/15</td><td>ATTENZIONE: infiammabile, utilizzare una buona ventilazione ed evitare tutte le fonti di accensione.</td></tr><tr><td>Electron Beam resist</td><td>Marubeni Europe plc.</td><td>ZEP520A</td><td>ATTENZIONE: infiammabile, nocivo per inalazione, evitare il contatto con la pelle e gli occhi.</td></tr><tr><td>Xylene</td><td>Fisher Scientific</td><td>X/0100/17</td><td>ATTENZIONE: infiammabile e altamente tossico, utilizzare una buona ventilazione, evitare tutte le fonti di accensione, evitare il contatto con la pelle e gli occhi.</td></tr><tr><td>Microposit S1818 G2</td><td>Chestech Ltd.</td><td>10277866</td><td>ATTENZIONE: infiammabile e provoca irritazione agli occhi, al naso e alle vie respiratorie.</td></tr><tr><td>Microposit Developer MF-319</td><td>Chestech Ltd.</td><td>10058721</td><td>ATTENZIONE: liquido alcalino e può causare irritazione agli occhi, al naso e alle vie respiratorie.</td></tr><tr><td>Acido fluoridrico</td><td>Fisher Scientific</td><td>22333-5000</td><td>ATTENZIONE: estremamente corrosivo, distrugge facilmente i tessuti; maneggiare con dispositivi di protezione individuale completi classificati per HF.</td></tr><tr><td>Microposit 1165 Remover</td><td>Chestech Ltd.</td><td>10058734</td><td>ATTENZIONE: infiammabile e provoca irritazione agli occhi, al naso e alle vie respiratorie.</td></tr><tr><td>Acido solforico</td><td>Fisher Scientific</td><td>S/9120/PB17</td><td>ATTENZIONE: corrosivo e molto tossico; maneggiare con dispositivi di protezione individuale ed evitare l'inalazione di vapori o nebbie.</td></tr><tr><td>Perossido di idrogeno</td><td>Fisher Scientific</td><td>BPE2633-500</td><td>ATTENZIONE: molto pericoloso in caso di contatto con la pelle e con gli occhi; maniglia con dispositivi di protezione individuale.</td></tr><tr><td colspan="4">Equipment</td></tr><tr><td>Silicone su wafer</td> isolante <td>Soitec</td><td>G8P-110-01</td><td></td></tr><tr><td>Diamond Scribe</td><td>J M Diamond Tool Inc.</td><td>Vetrini per microscopio HS-415</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Fisher Scientific</td><td>FB58622</td><td></td></tr><tr><td>Becher</td><td>Fisher Scientific</td><td>FB33109</td><td></td></tr><tr><td>Pinzette</td><td>SPI Forniture</td><td>PT006-AB</td><td></td></tr><tr><td>Bagno ad ultrasuoni</td><td>Camlab</td><td>1161436</td><td></td></tr><tr><td>Spin-Coater</td><td>Electronic Micro Systems Ltd.</td><td>Pipetta EMS 4000</td><td></td></tr> Sistema di <tr><td>litografia a fascio elettronico</td><td></td> Fisher Scientific FB55343 <td></td> Raith Gmbh Raith 150 <td></td></tr><tr><td>Sistema di incisione ionica reattiva</td><td>Allineatore di</td><td></td> maschere UV progettato internamente <td></td></tr><tr><td></td><td>Karl Suss</td><td>MJB-3</td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td> Fonte ASE Amonics ALS-CL-15-B-FAATTENZIONE:<td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> radiazioni IR invisibili.</td></tr><tr><td>Fibre monomodali</td><td>Thorlabs</td><td>P1-SMF28E-FC-2</td><td></td></tr><tr><td>Splitter in fibra da 3 dB</td><td>Thorlabs</td><td>C-WD-AL-50-H-2210-35-FC/FC</td><td></td></tr><tr><td>Lenti asferiche</td><td>Nuovi stadi Focus</td><td>5720-C</td><td></td></tr><tr><td>XYZ</td><td>Melles Griot</td><td>17AMB003/MD</td><td></td></tr><tr><td>Cubo polarizzatore</td><td>Thorlabs</td><td>PBS104</td><td></td></tr><tr><td>Rivelatore IR</td><td>New Focus</td><td>2033</td><td></td></tr><tr><td>100&#215; Obiettivo</td><td>Oscilloscopio Nikon</td><td>BD Plan 100x</td><td></td></tr><tr><td></td> Analizzatore di spettro ottico <td>Tektronix</td><td>TDS1001B</td><td></td></tr><tr><td></td> Scheda sensore IR <td>Advantest</td><td>Q8384</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Newport</td><td>F-IRC2</td><td></td></tr><tr><td>Sorgente TLS</td><td>Agilent</td><td>81940A</td><td>ATTENZIONE: radiazione IR invisibile.</td></tr><tr><td>IR Camera</td><td>Rivelatore IR</td><td>Electrophysics 7290A</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Nuovo Multimetro digitale Focus</td><td>2153</td><td></td></tr><tr><td></td><td>Agilent</td><td>34401A</td><td></td></tr><tr><td>Stocker di illuminazione</td><td>Yale</td><td>Lite Mite</td><td></td></tr><tr><td>Monochromator</td><td>Spectral Products</td><td>DK480</td><td></td></tr><tr><td>Array Detector</td><td>Andor</td><td>DU490A-1.7</td><td></td></tr><tr><td>GIF Fiber</td><td>Thorlabs</td><td>31L02</td><td></td></tr></tbody></table>

fabbricazione e caratterizzazione di guide d&#39;onda fotoniche di cristallo di luce lenta e cavità

Fabrication And Characterization Of Photonic Crystal Slow Light Waveguides And Cavities

Luce lenta è stato uno dei temi caldi della comunità fotonica negli ultimi dieci anni, generando un grande interesse sia da un punto di vista fondamentale e per il suo notevole potenziale per le applicazioni pratiche. Lenti guide d&#39;onda a cristallo fotonico di luce, in particolare, hanno svolto un ruolo importante e sono stati impiegati con successo per ritardare segnali ottici 1-4 e la valorizzazione di entrambi i dispositivi lineari e non lineari 5-7. 8-11 Cavità a cristallo fotonico ottenere effetti simili a quello di guide d&#39;onda luce lenta, ma su una ridotta larghezza di banda. Queste cavità offrono elevato rapporto Q-factor/volume, per la realizzazione di otticamente 12 e 13 elettricamente pompato ultra-bassa soglia laser e la valorizzazione di effetti non lineari. 14-16 Inoltre, filtri passivi 17 e modulatori 18-19 sono stati dimostrati, esibendo ultra-sottile linea di larghezza, alta free-spettrale rvalori ange e registrazione di basso consumo energetico. Per raggiungere questi risultati entusiasmanti, un protocollo robusto fabbricazione ripetibile deve essere sviluppata. In questo lavoro si prende un approfondito sguardo al nostro protocollo di produzione che impiega litografia a fascio elettronico per la definizione di modelli di cristalli fotonici e utilizza tecniche di incisione umido e secco. I nostri risultati ottimizzati fabbricazione ricetta in cristalli fotonici che non soffrono di asimmetria verticale e presentano ottime bordo muro rugosità. Discutiamo i risultati variando i parametri calcografici e gli effetti negativi che possono avere su un dispositivo, portando ad un percorso diagnostico che può essere preso per identificare ed eliminare problemi simili. La chiave per valutare guide d&#39;onda luce lenta è la caratterizzazione passiva di trasmissione e indice spettri gruppo. Vari metodi sono stati segnalati, in particolare risolvendo i Fabry-Perot frange dello spettro di trasmissione di 20-21tecniche interferometriche d. 22-25 Qui, descriviamo una diretta, tecnica di misurazione a banda larga che combina interferometria spettrale con l&#39;analisi della trasformata di Fourier. 26 Il nostro metodo si distingue per la sua semplicità e potenza, come si può caratterizzare un cristallo fotonico nuda con guide d&#39;onda di accesso, senza bisogno di on-chip per componenti di interferenza, e la configurazione consiste solo di un interferometro di Mach-Zehnder, senza necessità di parti in movimento e scansioni di ritardo. Quando caratterizzanti cavità a cristallo fotonico, tecniche concernenti sorgenti interne 21 o guide d&#39;onda esterne direttamente accoppiati alla cavità 27 impatto sulle prestazioni della cavità stessa, distorcendo così la misura. Qui, si descrive una tecnica innovativa e non invasiva che fa uso di una doppia polarizzazione fascio sonda ed è noto come diffusione risonante (RS), dove la sonda è accoppiata fuori piano nella cavità attraverso un obiettivo. La tecnica è stata la prima dimostrazioneta da McCutcheon et al. 28 e ulteriormente sviluppato da Galli et al 29.

Campioni fabbricati
Figura 1 mostra un'immagine ottenuta con microscopio elettronico a scansione (SEM) di un pattern esposto e sviluppato in un resist per fascio di elettroni: è evidente dal bordo "pulito" tra il resist e il substrato di silicio che l'esposizione e lo sviluppo sono stati completati. L'esposizione di pattern per test di dose, costituiti da forme semplici ripetute (nel nostro caso quadrati di 50 × 50 μm), ciascuno con una dose di base diversa, viene utilizzata per...

L&#39;uso di guide d&#39;onda fotoniche di cristallo di luce lenta e cavità è stato ampiamente adottato dalla comunità fotonica in molte applicazioni differenti. Pertanto fabbricazione e caratterizzazione di questi dispositivi sono di grande interesse. Il presente documento delinea la nostra tecnica di fabbricazione e di due metodi di caratterizzazione ottica, vale a dire: diffusione interferometrica (guide d&#39;onda) e risonante (cavità).

Fabbricazione e caratterizzazione di guide d&#39;onda fotoniche di cristallo di luce lenta e cavità

Slow light has been one of the hot topics in the photonics community in the past decade, generating great interest both from a fundamental point of view ...

L'obiettivo generale di questa procedura è quello di fabbricare e caratterizzare una guida o cavità d'onda di luce lenta in cristallo fotonico. Ciò si ottiene preparando prima il silicio sul chip isolante per la litografia a fascio di elettroni pulendo e rivestendo il chip con ZEP five 20 a resist. Il secondo passo consiste nell'esporre e sviluppare il modello di cristalli fotonici utilizzando la litografia a fascio di elettroni per la definizione del modello e lo xilene per lo sviluppo.Quindi, trasferire il modello di cristallo fotonico nello strato superiore di silicio del chip incidendo al plasma il campione nell'incisore ionico reattivo. Il passaggio finale consiste nel rimuovere lo strato di ossido sepolto incidendo la silice in acido fluoridrico. Questo crea dispositivi a cristallo fotonico a membrana, in altre parole, dispositivi con aria sia sopra che sotto lo strato di cristallo fotonico di silicio.In definitiva, il dispositivo è caratterizzato otticamente se il campione contiene guide d'onda di cristallo fotonico tra l'esperimento a luce lenta basato su interferometro se il campione è costituito da cavità di cristallo fotonico. Invece, per la caratterizzazione viene utili

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Si descrivono l'uso di una tecnica di anidride carbonica reflow laser per fabbricare cavità risonanti silice, incluse autoportante microsfere e on-chip microtoroids. Il metodo di reflow rimuove le imperfezioni della superficie, che consente lunghi tempi di vita dei fotoni all'interno di entrambi i dispositivi. I dispositivi ultra risultanti hanno fattori di alta qualità, consentendo applicazioni che vanno dalle telecomunicazioni alla rilevazione di agenti biologici.

Fabbricazione di Microrisonatori silice Ultra High Quality Factor

Le tecniche personalizzate sviluppate nel nostro laboratorio per la costruzione di sistemi fotonici a microonde sulla base di ultra-alto Q galleria dei sussurri modalità risonatori sono presentati. I protocolli per ottenere e caratterizzare questi risuonatori sono dettagliate, e una spiegazione di alcune delle loro applicazioni in fotonica a microonde è dato.

Microonde Photonics sistemi basati su risonatori-galleria-mode Whispering

Sviluppiamo e caratterizzare una fibra ottica polimerica disordinata che utilizza trasversale localizzazione Anderson come un meccanismo waveguiding romanzo. Questa fibra microstrutturata può trasportare un piccolo fascio localizzato con un raggio che è paragonabile al raggio del fascio di fibre ottiche convenzionali.

Fabbricazione e caratterizzazione di polimeri disordinati fibre ottiche per la Trasversale localizzazione di Anderson di Luce

Le eccitazioni optomeccaniche parametriche sono state recentemente dimostrate sperimentalmente in risonatori optomeccanici microfluidici per mezzo della pressione di radiazione ottica e dello scattering di Brillouin stimolato. Questo articolo descrive la fabbricazione di questi risonatori microfluidici insieme alle metodologie per la generazione e la verifica delle oscillazioni optomeccaniche.

Fabbricazione e la sperimentazione di microfluidici optomechanical Oscillatori

Strutture disordinati offrono nuovi meccanismi per la formazione bandgaps fotonici e una libertà senza precedenti nel design funzionale di difetti. Per aggirare le sfide computazionali dei sistemi disordinati, costruiamo modulari campioni macroscopici della nuova classe di materiali PBG e utilizzare le microonde per caratterizzare le loro proprietà fotoniche scala-invariante, in modo facile ed economico.

Utilizzo di microonde e campioni macroscopici di dielettrici solidi per studiare le proprietà fotoniche di Disordine Photonic Materials Bandgap

Vi presentiamo un protocollo per la realizzazione di 1-D cavità a cristallo fotonico in fibre di silice diametro subwavelength (nanofibre ottici) utilizzando femtosecondi ablazione laser-indotta.

Fabbricazione di 1-D Photonic cristallo cavità su una nanofibre Utilizzando ablazione laser a femtosecondi-indotta

Sono presentati i protocolli per la sintesi di microsfere da polimeri, la manipolazione delle microsfere e le misure di micro-fotoluminescenza.

Fabbricazione di microsfere di polimeri per risonatore ottico e applicazioni laser

Fantasmi di tessuto ottico sono strumenti essenziali per la calibrazione e la caratterizzazione di sistemi di imaging ottici e validazione di modelli teorici. Questo articolo descrive in dettaglio un metodo per la fabbricazione di fantasma che include la replica delle proprietà ottiche del tessuto e la struttura tridimensionale del tessuto.

Fabbricazione e caratterizzazione dei fantasmi di tessuto ottico contenente macrostruttura

La struttura fotonica della banda consente di comprendere come si propagano le modalità elettromagnetiche confinate all'interno di un cristallo fotonico. Nei cristalli fotonici che incorporano elementi magnetici, tali modalità ottiche confinate e risonanti sono accompagnate da un'attività magneto-ottica migliorata e modificata. Descriviamo una procedura di misurazione per estrarre la struttura a banda magneto-ottica mediante microscopia spaziale di Fourier.

Caratterizzazione magneto-ottica spectrale e sistemata con angolo di nanostrutture fotoniche

Qui è descritto un metodo di litografia a nanosfera per la fabbricazione parallela di guide d'onda in modalità zero, che sono array di nanoperture in una microscopia in vetro rivestita di metallo coverlip per l'imaging di singole molecole a concentrazioni nano-micromolari di fluorofori. Il metodo sfrutta l'autoassemicolo del cristallo colloidale per creare un modello di guida d'onda.

Fabbricazione di guide d'onda in modalità zero per microscopia ad alta concentrazione a singola molecola

Questo protocollo descrive la costruzione di un etalon Fabry-Perot a basso costo, discreto, accoppiato a fibre e spaziato in aria con varie applicazioni, come nella spettroscopia di gas in traccia. La fabbricazione è possibile in qualsiasi struttura con apparecchiature di laboratorio ottico standard disponibili.

Fabbricazione di un Etalon Fabry-Pérot a basso costo, accoppiato in fibra e spaziato in aria

Impara a fabbricare e caratterizzare guide d'onda fotoniche a luce lenta e cavità utilizzando litografia a fascio di elettroni e plasma etching su chip silicio su isolante. Questo metodo avanzato supporta lo sviluppo di dispositivi fototonici per telecomunicazioni.

Fabbricazione e caratterizzazione di guide d'onda fotoniche di cristallo di luce lenta e cavità

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