案例分享|PPLN在频率片编码的纠缠量子密钥分发中的应用简介:我们以前分享过《基于time-bin量子比特的高速率多路纠缠源——PPLN晶体应用》,探讨了PPLN在时间片QKD中的应用。时间-能量纠缠虽是PPLN基础的产生形式,但也可以通过“加工”获得各种纠缠自由度。近期德国汉诺威莱布尼茨大学的Michael Kues及其研究团队在国际权威期刊《Light: Science & Applications》发表了一项突破性研究,题为“Frequency-bin-encoded entanglement-based quantum key distribution in a reconfi ...
拉曼在固体氧化物燃料电池性能提升中的应用引言:固体氧化物燃料电池(SOFCs)作为一种友好的发电系统,可以直接将化学能转化为电能,具有高效且低排放的优点。传统的SOFCs在600-1000℃之间运行,总是遇到很多问题,比如成本高、电池组分之间的化学反应严重、低温下界面电阻大等。 因此,目前的研究重点是将工作温度降低到600℃。然而,经过调查表明,运行温度较低(特别是在600℃)可以延缓阴极氧还原反应(ORR)动力学,降低SOFCs 的整体效率。此外,在正常情况下,含氢碳燃料的SOFCs 不可避免地会产生大量的二氧化碳,并被释放到周围的大气中。很可能是二氧化碳扩散到阴极,与呈强碱性碱土金属阳离子 ...
拉曼在利用等离子体修饰改性二维材料中的应用引言:随着三维(3D)硅基互补金属氧化物半导体(CMOS)技术接近通道长度的小型化限制,二维半导体如过渡金属二卤化合物(TMDs,如二硫化钼和WSe2)、金属单硫化合物(MMC,如 InSe和GeSe)、元素半导体(如硅、锗和磷)和金属氧化物(MO,如氧化铜和氧化亚锡)被认为是下一代节能纳米电子的前途性通道材料。与此同时,随着越来越多的二维材料被发现,这些丰富多样的层状材料家族具有与硅相当或优越的电子特性,如晶格常数、带隙、有效质量、载流子迁移率、饱和速度和临界电场。由于这些优点,基于二维半导体的新型场效应晶体管(FETs)概念已经被提出和证明。以zu ...
拉曼在改善二维材料WSe2器件光电性能中的应用引言:自打使用透明胶带机械剥离出(2D)单层石墨烯,各种二维材料材料陆续进入研究人员的视野,其表现出层间激子凝聚,超导,量子干涉,和量子相变等独特性能,显示二维材料在高性能光电和量子计算中应用的重要可行性。这独特性能主要归因于它们的厚度相关的可调谐带隙、超高载流子迁移率和强烈的光物质相互作用。此外,二维vdW异质结构为研究拓扑结构、超晶格、和层间库仑相互作用的影响提供了新的途径。然而,与简单的单层相比,二维vdW多层在相邻层之间具有vdW间隙,扰乱了层间电荷效率,从而导致这些多层在平面内和平面外载流子输运的各向异性。在存在静电偏置相关的层间电阻的情 ...
拉曼在ALD生长特定材料的定制工艺中的应用引言:二维(2D)范德瓦尔斯(vdW)材料由于其特殊得材料厚度呈现出很多优异得性能,包括过渡金属双卤化合物(TMDs)和被称为Xene(X为Ge、P、Te等)的二维半导体在内,催生了大量相关主题的研究。由于其优越的载流子迁移率和在原子尺度厚度上的有效静电栅能控性,TMDs和Xene将是下一代电子领域很有前途的候选者。然而当前二维材料的合成技术依旧面临技术挑战(例如,晶片规模均匀性,可靠的批量生产和不影响结晶度的较低的合成温度),高保质量合成和包括硅基其他2D材料的异质材料合成方法,是解锁这些材料的潜力在科学和技术领域的必要途径。目前原子层沉积(ALD) ...
案例分享| PPLN驱动的宽带量子合成器:实现超快压缩光脉冲源的关键突破量子技术是英国和加拿大工业战略的重要组成部分,有望彻底改变数字shi界,扩展当前成像设备的能力,并利用量子计算解决复杂计算难题以促进新药研发。宽带量子合成器(Broadband Quantum Synthesizer, BQS) 便是其中之一,旨在推进超快量子光学的前沿,其目的是开发第1个超宽带压缩光脉冲封装源,这是对下一代传感、通信和成像量子技术至关重要的工具。核心目标BQS 计划的核心是开发持续时间低于100fs的压缩光脉冲,理想情况下低于40fs,实现 >3dB 的量子噪声降低。这些“压缩”光态是纠缠的光场,其 ...
固态光引擎的空间光输出特性1.固态光源:激光器和LED光引擎是一个紧凑的固态光源阵列,在统一的控制基础设施下运行,并馈入统一的光输出路径(图1)。阵列的元件可以是LED或激光器或两者的混合,具体取决于预期应用的要求。在本文中,我们将把激光器的考虑限制在半导体激光器上,半导体激光器的总体尺寸与LED相似,允许它们被纳入阵列中,而无需从根本上重新设计支持基础结构。实际上,LED和激光器在三个重要方面有所不同:(1)光谱分布(图1)(2)光输出生成效率(图2)(3)输出空间分布(图3)。激光的光谱带宽较窄(图1),这在荧光显微镜中并不特别重要,因为荧光染料和荧光蛋白的光谱带宽通常大于LED或激光。相 ...
宽可调谐1550纳米MEMSVCSEL的10gb/s直接调制(2)-Mems容器结构与加工1.半VCSEL结构BCB MEMS可调谐VCSEL的示意图如图1所示。它主要由两部分组成:半VCSEL和MEMS DBR。半VCSEL主要由一个基于AlInGaAs的有源区、两个InP热和电流扩散层、一个埋地隧道结(BTJ)和一个固定底部DBR反射镜组成。由两个重掺杂p-AlGaInAs和n-GaInAs层组成的圆形BTJ限制了结构中心的电流,以保证有源区域具有足够高的电流密度。为了实现高斯基模的高放大,增益曲线和光模之间的重叠必须是z佳的。这只能在束腰符合BTJ半径的情况下实现。因此,由于其不同的横向 ...
宽可调谐1550纳米MEMSVCSEL的10gb/s直接调制(3)-静态特征对于静态特性,MEMS VCSEL二极管通过向顶部(非接触)和底部(p接触)触点板注入直流电流IL来电泵浦,MEMS通过向MEMS电极注入另一个直流电流Imems来驱动,如图3所示。BCB MEMS可调谐VCSEL在19mA固定偏置下的发射光谱如图4(a)所示。激光从1524nm开始,MEMS加热电流为8mA。在与激光模相邻的较低波长处可以看到被抑制的高阶横模。随着加热功率的增大,初始气隙=4.3μm也增大。因此,单模发射波长不断向更高的值移动。图4 (a)连续波(CW)下,不同MEMS加热电流下固定偏置19mA的VC ...
光束质量对平顶光衍射光学元件输出的影响在激光加工和表面烧蚀等领域中,平顶光比激光器直接输出的类高斯光具有更高的价值,其中,衍射光学元件(DOE)以其结构简单、容易量产等优点成为很多人进行光束整形的第1选择。DOE利用表面浮雕微结构对波前的振幅和相位进行调控,从而实现入射光束再分布的精密光学器件,可以容易地实现一些传统折光结构难以实现的效果。同时,DOE也存在一些限制条件,其对于入射激光有着严格的要求。在众多影响因素中,光束质量是一个无法被忽视的因子。对于多模输出的激光器,其输出激光可以用近似高斯谢尔模型(GSM)描述。本文利用GSM光束研究光束质量对平顶光DOE输出光斑的影响。通过模式分解的方 ...
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