مواد نوری، تولید و خصوصیات

مواد نوری، تولید و خصوصیات

این کمیته فرعی به دنبال ارسال های اصلی در توسعه، ساخت و مشخص کردن مواد نوری است. موضوعات مثال شامل موارد زیر است:

تکنیک های جدید برای سنتز، ساخت و مشخص کردن مواد و دستگاه های نوری

خواص اساسی مواد نوری در حال ظهور، به عنوان مثال مواد کوانتومی توپولوژیک، مواد فاز تغییر، مواد فوتونیک فعال و مواد کم عمق

ساخت، مشخصه، و خواص مواد پلت فرم های مختلف فوتونیک (III-V و گروه Optoelectronics، شیشه، پلیمرها، نانوساختارها، مواد 2D، مواد تغییر فاز، مواد مغناطیسی نوری، و غیره)

یکپارچگی ناهمگن و تکنیک های بسته بندی نوری / مونتاژ

مواد جدید برای الیاف نوری

مواد جدید برای لیزر، اپتیک کوانتومی، پلاسمون ها، متاسانس ها و نانوفوتونیک ها

مواد و ادغام برای فوتونیک های قابل تنظیم / قابل تنظیم و محاسبات نوری

نانو اپتیک و پلاسمونیک

نانو اپتیک و پلاسمونیک

این کمیته فرعی به دنبال کمک های اصلی در منطقه عمومی اپتیک های پلاسمونیک و نانو در مقیاس نانو، از جمله مواد جدید و ساختارها، پدیده های فوق العاده و پدیده های کوانتومی و طیف گسترده ای از کاربردهای مرتبط است. مباحث مثال شامل موارد زیر نیست:

پلاسمون بنیادی و پولایتون اپتیک

اپتیک های نزدیک به میدان و برنامه های کاربردی آن در تصویربرداری رزولوشن زیرسطح

مواد جدید مواد و روش های ساخت دستگاه های پلاسمونیک و نانوفوتونیک، از جمله مواد 2D مانند گرافن و مواد بر اساس پلیمرهای کاربردی

فوق العاده، غیر خطی، و پلاسمونیک های فعال و نانوفوتونیک

نانوستون های کوانتومی و پلاسمون ها، از جمله تعاملات الکترون پلاسون

اپتومکانیک، تله و دستکاری با استفاده از پلاسمون ها و نانوفوتونیک ها

فیزیک و برنامه های کاربردی دستگاه های پلاسمونیک و نانوفوتونیک در سنجش، تصویربرداری، طیف سنجی و برداشت انرژی

مواد پلاسمونیک و نانوفوتونیک قابل تنظیم و زمان بندی و برنامه های کاربردی آنها

پلاسمونیک یکپارچه برای کاربرد زیست شناسی

پلاسمونیک در انرژی های پایین تر (THZ، GHZ) - رادیوپلاسمی

یادگیری ماشین و روش های طراحی معکوس اعمال شده به پلاسمونیک

پیر برانی، دانشگاه اتاوا

پیر برینی دکترای خود را دریافت کرد. و m.sc.a. درجه در مهندسی برق از École Polytechnique de Montréal، کانادا و B.E.Sc. و B.Sc. درجه های مهندسی برق و علوم کامپیوتر به ترتیب از دانشگاه غربی انتاریو کانادا. دکتر Berini استاد دانشگاه مهندسی برق و فیزیک، صندلی تحقیقاتی دانشگاه در Photonics Plasmon Surface، مدیر مرکز تحقیقات در فوتونیک در دانشگاه اتاوا و مدیر نانوفاب Uottawa. او بنیانگذار و افسر اصلی فناوری شرکت سرمایه گذاری سرمایه گذاری بود و او به طور مداوم با صنعت همکاری می کرد.

    دکتر Berini یک شرکت NSERC STEACIE FELLOWTHER، ACHECTERATOR DISCHANCE NSERC، نخست وزیر جایزه تحلیلی انتاریو (PREA)، دانشگاه اتاوا جوان محقق سال جوایز، جایزه دانشمند جوان اوتوا، جایزه جورج S. Glinski را دریافت کرده است تعالی در تحقیقات، و یک بنیاد کانادا برای پژوهشگر نوآوری است. دکتر Berini عضو IEEE، یک عضو OSA، یکی از اعضای APS، یکی از اعضای آکادمی مهندسی کانادایی و یک عضو انجمن سلطنتی کانادا است. او 12 فصل کتاب را منتشر کرده است، تقریبا 600 مقاله علمی و فنی در دوره های مجازی و جلسات کنفرانس، و مخترع یا مخترع همبستگی در 24 پتنت است. او یک ویرایشگر وابسته Optics Express و یک ویرایشگر مدیریت نانوفوتونیک بود و در حال حاضر یک ویرایشگر وابسته Optica است. او به طور مداوم به سازماندهی چندین کنفرانس بین المللی در فوتونیک کمک می کند. منافع پژوهشی او بسیاری از مناطق اپتیک و فوتونیک را شامل می شود، با پلاسمون های سطحی، متاسارف ها و برنامه های کاربردی آنها علاقه مند است.

نانوساختارهای پلاسمونی (فلز) و کاربردهای آنها در نانوفوتونیک

نانوساختارهای پلاسمونیک برای خواص رزونانس و موجودیت آنها بسیار جالب هستند و توانایی آنها برای تمرکز و افزایش میدان های نوری. این خواص اساسی، اکتشاف بسیاری از برنامه های کاربردی، از جمله دستگاه های اپتوالکترونیک نانومواد (لیزر، آشکارسازها، مدولار، دستگاه های فرمان پرتو)، بیوسنسور برای تشخیص بیماری ها یا رندر رنگ ها را برای اهداف تزئینی یا امنیتی رانده شده است. این بحث یک مرور کلی از چنین برنامه هایی را ارائه می دهد، در حالی که بحث در مورد ویژگی های برجسته این زمینه هیجان انگیز، که به منطقه نانولوژیک تبدیل شده است.

اپتوالکترونیک تراهرتز پلاسمونیک

اگرچه پتانسیل های منحصر به فرد امواج تراهرتز برای شناسایی شیمیایی و مشخصه مواد برای مدتی طولانی شناخته شده است، عملکرد نسبتا ضعیف طیف سنجی تراهرتز فعلی و سیستم های تصویربرداری همچنان مانع استقرار آنها در تنظیمات میدانی می شود. در این وبینار که توسط گروه فنی نانوفوتونیک برگزار می‌شود، 

سطح موضوع: متوسط - دانش پایه در مورد موضوع را فرض می کند

آنچه خواهید آموخت:

تولید و تشخیص امواج تراهرتز

پلاسمونیک

طیف سنجی تراهرتز

چه کسانی باید شرکت کنند:

دانشجویان کارشناسی علاقه مند به کاربردهای عملی اپتوالکترونیک

دانشجویان فارغ التحصیل و محققین فوق دکتری در رشته های نانوفوتونیک، تراهرتز و پلاسمونیک

محققانی که مایلند با آخرین فناوری های تراهرتز همگام باشند

نانواپتیک

نانو اپتیک 

متاسرفیس

اپتیک تخت

متاولوگرام

نانو فوتونیک

دستگاه های نوری در مقیاس نانو

نانو پلاسمونیک ها

فرامواد تمام دی الکتریک

 

نانواپتیک یک کلاس جدید ارزشمند از فناوری است که از تعامل منحصر به فرد نور با طول زیر موج، مواد طرح‌دار در مقیاس نانو و تکنیک‌های ساخت مبتنی بر فناوری نانو برای ساخت یک دستگاه نوری و پلت‌فرم تولیدی مناسب بهره می‌برد. نانو اپتیک ها را نیز می توان با نانوساختارهای یک، دو یا سه بعدی ایجاد کرد. بر اساس پیکربندی نانوساختارها و مواد تشکیل دهنده مورد استفاده در ساخت آنها، این دستگاه ها می توانند به صورت زیر عمل کنند:

• تقسیم کننده ها و ترکیب کننده های تیر پلاریزاسیون

• صفحات موج

• میکرولنزها

• پلاریزه کننده ها

• فیلترها

• پوشش های ضد انعکاس و انتشار و موارد دیگر.

متاسرفیس ها موضوع تحقیقات مهمی هستند و به دلیل توانایی متمایزشان در دستکاری امواج الکترومغناطیسی در فرکانس های مایکروویو و نوری در کاربردهای متعددی استفاده می شوند. این مواد ورق مصنوعی عمدتاً از تکه‌های فلزی یا اچینگ‌های دی الکتریک در پیکربندی‌های مسطح یا چند لایه با ضخامت زیر موج تشکیل شده‌اند، دارای مزایای سبک وزن، سهولت ساخت و قابلیت تنظیم انتشار امواج هم بر روی سطح و هم در فضای آزاد اطراف هستند. فضا.

کاربردهای متاسرفیس:

برهمکنش پلاسمون سطحی با موج الکترومغناطیسی منجر به ناپیوستگی فاز در سراسر فراسطح می شود. از آنجایی که عناصر روی یک متاسطح می‌توانند از نظر فضایی متفاوت باشند، این تغییر می‌تواند باعث شود که جریان‌های روی سطح بسته به عنصر تشدیدکننده منفرد منجر شود. این پدیده موضعی به ما اجازه می‌دهد که جبهه‌های موج را هنگام عبور از یک فراسطح تنظیم کنیم و به کاربردهای مختلفی منجر شود.

نانوفوتونیک و بلورهای فوتونیک

نانوفوتونیک و بلورهای فوتونیک

نانوفوتونیک روشی برای مطالعه خواص مواد در محدوده نانومتری با استفاده از نور، تنظیم امواج نوری با مواد ساختاری کوچکتر از طول موج آنها، یا تغییر خواص نوری ماده توسط میدان های نوری کنترل شده است.

بلورهای فوتونیک مواد درشت متخلخل با خواص جالب به ویژه خواص نوری هستند.

استراتژی های ساخت بلورهای فوتونیک:

1. بلورهای فوتونیک یک بعدی: در یک بلور فوتونیک یک بعدی، لایه‌های ثابت دی الکتریک مختلف نیز می‌توانند به یکدیگر رسوب کرده یا به هم بچسبند تا یک شکاف باند در یک جهت ایجاد کنند. توری براگ نمونه ای از این نوع کریستال فوتونی است. بلورهای فوتونیک یک بعدی اغلب همسانگرد یا ناهمسانگرد هستند که دومی به عنوان سوئیچ نوری کاربرد بالقوه دارد.

2. بلورهای فوتونیک دوبعدی: در دو بعد، حفره‌هایی را نیز می‌توان در بستری ایجاد کرد که نسبت به طول موج تشعشعی که شکاف باند برای مسدود کردن آن برنامه‌ریزی شده است شفاف باشد. شبکه های مثلثی و مربعی سوراخ ها با موفقیت به کار می روند.

3. بلورهای فوتونیک سه بعدی

چندین نوع ساختار وجود دارد که ساخته می شوند:

ساختار چوبی: «میله‌ها» بارها با لیتوگرافی پرتو حکاکی می‌شوند، پر می‌شوند و با لایه‌ای از آخرین مواد پوشانده می‌شوند. از آنجا که فرآیند تکرار می شود، کانال های حک شده در هر لایه عمود بر لایه زیر و موازی و خارج از فاز با کانال های دو لایه زیر هستند.

عقیق‌های معکوس یا کریستال‌های کلوئیدی معکوس: کره‌ها اغلب اجازه دارند در یک شبکه مکعبی بسته‌بندی شده و معلق در یک حلال رسوب کنند. سپس یک سخت کننده معرفی می شود که از مقدار اشغال شده توسط حلال، یک جامد شفاف تولید می کند. سپس کره ها با اسیدی مانند اسید هیدروکلریک حل می شوند.

لیزرهای آبشاری کوانتومی

لیزرهای آبشاری کوانتومی

این دوره اصول اولیه دستگاه های ساطع کننده نور نانوفوتونیکی و آشکارسازهای نوری، از جمله نیمه هادی فلزی، عایق نیمه هادی فلزی، و اتصالات pn، رساناهای نوری، فتودیودهای بهمنی و لوله های مولتی پلایر را پوشش می دهد. ساختارهای با ابعاد کم، کلاس کاملاً جدیدی از دستگاه ها را امکان پذیر می کند. در سفری به من بپیوندید تا بفهمید چگونه این اتفاق می‌افتد و نمونه‌های قدرتمندی از فناوری‌های موفق مانند لیزر آبشار کوانتومی را بررسی کنید. ماژول 1 لیزر آبشار کوانتومی را پوشش می‌دهد، یک طراحی لیزری مبتنی بر انتقال بین زیر باند، که لیزرهای با طول موج بسیار طولانی را قادر می‌سازد. همچنین در مورد لیزرهایی صحبت خواهد کرد که بر روی انتقال درون باند، با استفاده از ساختارهای کم ابعاد، که امکان کنترل بیشتر بر غلظت حامل را فراهم می‌کنند، صحبت خواهد کرد.

نانوفوتونیک و آشکارسازها

معرفی نانوفوتونیک و آشکارسازها

این دوره به دستگاه های ساطع کننده نور نانوفوتونیکی و آشکارسازهای نوری، از جمله نیمه هادی های فلزی، عایق های نیمه هادی فلزی و اتصالات pn می پردازد. ما همچنین رساناهای نوری، فتودیودهای بهمنی، و لوله‌های فتو ضرب‌کننده را پوشش خواهیم داد. مجموعه مسائل هفتگی تکالیف شما را به چالش می کشد تا اصول تجزیه و تحلیل و طراحی را که در آماده سازی برای مسائل دنیای واقعی پوشش می دهیم به کار ببرید.

نتایج یادگیری دوره

در پایان این دوره شما قادر خواهید بود…

   (1) از اثرات نانوفوتونیکی (ساختارهای کم ابعاد) برای مهندسی لیزر استفاده کنید

   (2) ساختارهای با ابعاد کم را در طراحی دستگاه فوتونیک اعمال کنید

   (3) آشکارساز نوری را برای سیستم و کاربرد معین انتخاب و طراحی کنید

تطبیق ویژگی های طیفی و زمانی لیزرهای نانوسیم نیمه هادی

به عنوان بخش مهمی از تحقیقات نانوفوتونیک، لیزرهای نانوسیمی نور منسجمی را در مقیاس نانو تولید می‌کنند که بسته به فاصله باند مواد، محدوده طیفی عظیمی را پوشش می‌دهد. در این بررسی، فیزیک اساسی که طول موج و دینامیک انتشار آن‌ها را تعیین می‌کند، توضیح داده می‌شود که مسیری را به سمت بهبود کارآمد دستگاه‌ها از نظر تنظیم‌پذیری انرژی انتشار و تسریع دینامیک انتشار موقت آن‌ها ترسیم می‌کند.