המחברים מבקשים להודות לPicometrix למתן מצע LT-GaAs ותודה להכיר תמיכה הכספית ממישיגן שטח גרנט Consortium, פרס פקולטה צעיר DARPA מנוהל על ידי ד&quot;ר ג&#39;ון אלברכט (חוזה # N66001-10-1-4027), הקריירה NSF פרס מנוהל על ידי ד&quot;ר סמיר אל-ג&#39;אזאלי (חוזה # N00014-11-1-0096), פרס חוקר צעיר ONR מנוהל על ידי ד&quot;ר פול מק&quot;י (חוזה # N00014-12-1-0947), ופרס לחוקר צעיר המנוהל על ידי מנהל מחקר חקלאי ד&quot;ר Dev פאלמר (חוזה # W911NF-12-1-0253).

1. ייצור פולט photoconductive Plasmonic <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפברק שבכות plasmonic. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נקה את פרוסות מוליכים למחצה על ידי טבילה באצטון (2 דקות) ואחריו isopropanol (2 דקות), ושטיפה עם מים deionized (10 שניות). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ייבש את המדגם עם חנקן ולחמם אותו על פלטה חמה על 115 מעלות צלזיוס למשך 90 שניות כדי להסיר כל מים הנותרים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> A4 הספין Microchem 950K PMMA על המדגם ב 4000 סל&quot;ד במשך 45 שניות. טרום לאפות להתנגד על פלטה חמה על 180 מעלות צלזיוס במשך 3 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טען את הדגימה לתוך כלי יתוגרפיה אלומת אלקטרונים (JEOL JBX-6300-FS). לחשוף את הדפוס הצורם plasmonic במינון בסיס סביב 650 μC / 2 ס&quot;מ, באמצעות מתח האצה ק 100. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפתח PMMA ידי טבילה במדגם MIBK: תערובת 01:03 IPA עבור 90 שניות. מייד להעביר את הדגימה לפתרון של טהור isopropanol עבור 60 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יש לשטוף את המדגם עם מים deionized עבור 10 שניות ולאחר מכן לייבש את המדגם עם חנקן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טען את הדגימה לחשפנית פלזמה (YES-CV200RFS). Descum המדגם באמצעות 30 כוח RF W על 30 מעלות צלזיוס בשיעור 100 SCCM O 2 זרימה עבור 10 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר משטח תחמוצת ידי הטבילה בHCl: 3:10 תערובת 0 2 H למשך 30 שניות. מייד להעביר את הדגימה למפל של מים לשטוף deionized למשך 4 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להעביר את הדגימה לכוס של המים deionized כדי לצמצם את החשיפה לחמצן אטמוספרי לפני תצהיר מתכת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קח את הכוס המכילה את המדגם במי deionized למאייד מתכת (דנטון SJ-20). לפרוק את התא ולאחר מכן להסיר, לייבש, ולטעון את הדגימה לתוך התא (השלבים הבאים צריכים להיות אחריו ללא הפרעה, כדי למנוע היווצרות תחמוצת משטח על המדגם). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשאוב את החדר ללחץ מתחת 2x10 -6 טור. ההפקדה טי / Au (50/450 א). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפרוק את החדר ולהסיר את המדגם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי המראת המתכת הופקדה, הצב את המדגם על מחזיק בטפלוןהכוס של אצטון, לכסות, ולהשאיר למשך הלילה. לחשוף את הכוס, מניח אותו בתועמלן קולי, ולחכות עד שכל המתכת לא רצויה להסרתו (בדרך כלל 30 שניות). </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פסיבציה 2 SiO ההפקדה. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נקה את המדגם כמו בשלבים - 1.1.1 1.1.2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טען את הדגימה בכלי תצהיר משופר פלזמה באדים כימי (GSI PECVD). ההפקדה 1500 א &#39;של SiO 2 ב 200 ° C. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח vias קשר דרך SiO 2. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נקה את המדגם כמו בשלבים - 1.1.1 1.1.2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ספין על HMDS ב 4000 סל&quot;ד במשך 30 שניות. ספין על photoresist Megaposit SPR 220-3.0 ב 4000 סל&quot;ד במשך 30 שניות. טרום לאפות להתנגד על פלטה חמה על 115 מעלות צלזיוס למשך 90 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טען את המדגם ומסיכת הצלחת לתוך הקרנת יתוגרפיה צעד (GCA AutoStep 200). יישר את המדגם ולחשוף. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר לאפות photoresist נחשף על פלטה חמה על 115 מעלות צלזיוס למשך 90 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפתח להתנגד בAZ מפתח MIF 300 ל60 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מייד להעביר את הדגימה למפל של מים לשטוף deionized למשך 4 דקות. ייבש את המדגם עם חנקן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טען את הדגימה לחרט יון תגובתי (לאם 9400). לחרוט SiO 2 שימוש בכוח TCP-RF של 500 וואט, ספק RF הטיה של 100 וואט, 15 SCCM של SF6-, 50 SCCM של C 4 F 8, 50 SCCM שלו, 50 SCCM של אר עבור 80 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את חלק הארי של photoresist על ידי הנחת המדגם באצטון (5 דקות) ואחריו isopropanol (2 דקות). יש לשטוף במים מזוקקים (10 שניות). לייבש עם חנקן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר photoresist השיורי על ידי טעינת הדגימה בחשפנית פלזמה (YES-CV200RFS). הסר photoresist באמצעות 800 כוח RF W על 30 מעלות צלזיוס בשיעור 100 SCCM O 2 זרימה למשך 5 דקות. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפברק אנטנות וקווי מתח. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלבי 1.3.1 - 1.3.6 לאנטנות דפוס וקווי מתח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלבים 1.1.8 1.1.9 - כדי להסיר משטח תחמוצת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קח את הכוס המכילה את המדגם וdeionized מים למאייד מתכת (דנטון SJ-20). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפרוק את התא ולאחר מכן להסיר במהירות, לייבש, ולטעון את הדגימה לתוך התא. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשאוב את החדר ללחץ מתחת 2x10 -6 טור. הפקדת טי / Au (10/4, 000 א). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפרוק את החדר ולהסיר את המדגם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על שלב למתכת הופקדה המראת 1.1.13. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ארוז את המדגם. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדביקים את הקצוות של עדשת 12 מ&quot;מ קוטר Hyper-חצי כדור סיליקון למכונת כביסה אלומיניום 2 סנטימטר עם חור 8 מ&quot;מ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דבק לוח PCB עם עקבות מתכת, שבה אפשר בקלות הלחמה, למכונת הכביסה האלומיניום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הר טיפוס הפולט terahertz photoconductive plasmonic מפוברק על עדשת סיליקון באמצעות דק אפוקסי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חוט אג&quot;ח את רפידות מגע המכשיר ללוח PCB מודבק על אותה מכונת הכביסה אלומיניום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חוטי הלחמה לעקבות המתכת על לוח המעגל המודפס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר רפידות מגע מכשיר למנתח פרמטרית (היולט חבילהARD 4155A) באמצעות חוטים מולחמים לרפידות המתאימות של לוח המעגלים המודפסים למטרות בדיקה. </li></ol></li></ol> 2. אפיון פולט photoconductive Plasmonic <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יישור מכשיר. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח את מכונת הכביסה מאלומיניום נושא את אבות הטיפוס הפולט terahertz photoconductive plasmonic על הר סיבוב ולהתמקד בחוזקה המשאבה האופטית מטי: ספיר לייזר מצב נעול (מירה 900D V10 XW השטחים 110V) על האזור הפעיל של כל התקן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התאם את הר הסיבוב כזה שהשדה החשמלי של המשאבה האופטית מכוון לעירור יעיל של פני השטח plasmon גלים (רגיל לשבכות plasmonic). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש במנתח פרמטרית לחול בו זמנית מתח הטיה לכל מכשיר ולמדוד את הזרם החשמלי המושרה בכל התקן. לאשר את יישור המשאבה האופטי האופטימלי והתאמת קיטוב על ידי ניצול מרבי של פוטוני כל מכשיר הנבדק. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדידת תפוקת חשמלurement. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש במסוק אופטי (Thorlabs MC2000) לווסת מהמצב הנעול תקרית לייזר משאבה בכל התקן המשאבה האופטית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למדוד את תפוקת החשמל של אבות טיפוס הפולט terahertz photoconductive plasmonic באמצעות גלאי pyroelectric (גלאי ספקטרום, Inc SPI-65-THz). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחבר את הפלט של גלאי pyroelectric לנעילה במגבר (סטנפורד מחקר SR830 מערכות) בתדירות ההתייחסות של המסוק האופטי כדי לשחזר את הנתונים של כוח terahertz ברמות רעש נמוך. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אפיון ספקטרלי קרינה. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התחל עם טי: לייזר מצב נעול ספיר ולהשתמש במפצל קרן לפצל את הפלט של לייזר מצב נעול לקרן משאבה וקרן חללית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש מאפנן electrooptic (Thorlabs איו-AM-NR-C2) כדי לווסת את הקרן האופטית בנתיב המשאבה. למקד את אלומת המשאבה על האזור הפעיל של פולט photoconductive הנבדק לייצר terahertz קרינה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Collimateקרן terahertz נוצרה באמצעות עדשה כדורית פוליאתילן ראשונה. למקד את אלומת terahertz collimated באמצעות עדשה כדורית פוליאתילן שנייה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפני המיקוד של קרן terahertz, לשלב את קרן terahertz collimated עם הקרן האופטית באמצעות הבדיקה מסנן זכוכית מצופה איטו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח 1 מ&quot;מ עובי, &lt;110&gt; ZnTe גביש רכוב על במה רוטציה במוקד המשולב של הקרן האופטית וterahertz. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנס קו עיכוב אופטי לשליטה בנתיב הבדיקה האופטית באמצעות שלב יניארי ממונע (Thorlabs NRT100) כדי לגוון את השהות בין פולסים האופטיים וterahertz אינטראקציה בתוך גביש ZnTe. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות חצי waveplate בנתיב החללית, לסובב את הקיטוב של החללית האופטית להיות בזווית של ° 45 ביחס לכיוון קיטוב terahertz. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש ברבע waveplate לאחר גביש ZnTe, להמיר את קיטוב האלומה האופטי לקיטוב מעגלי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פיצול circulקרן אופטית Arly מקוטב לשני ענפים על ידי פריזמה ולאסטון. למדוד את כוח הקרן האופטי בכל ענף באמצעות שני גלאים מאוזנים המחוברים לנעילה ב מגבר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את קו העיכוב ונעילה ב המגבר הממונעים למחשב. לכתוב תסריט Matlab iteratively כדי להזיז את מיקומו של קו העיכוב הממונע, להשהות, ולקרוא את עוצמת האות מהנעילה ב מגבר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להמיר את מיקום הבמה לתחום הזמן, באמצעות חלוקת האורך הכולל ידי העיכוב האופטי במהירות אור, ואחריו התמרת דיסקרטי (באמצעות Matlab) כדי להשיג את נתוני תחום התדר. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Preu, S., Dohler, G. H., Malzer, S., Wang, L. J., Gossard, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tunable,+continuous-wave+terahertz+photomixer+sources+and+applications.">Tunable, continuous-wave terahertz photomixer sources and applications.</a> J. Appl. Phys. 109, 061301 (2011).</li><li>Bjarnason, J. E., Chan, T. L. J., Lee, A. W. M., Brown, E. R., Driscoll, D. C., Hanson, M., Gossard, A. C., Muller, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ErAs:GaAs+photomixer+with+two-decade+tunability+and+12+&#956;W+peak+output+power.">ErAs:GaAs photomixer with two-decade tunability and 12 &#956;W peak output power.</a> Appl. Phys. Lett. 85, 3983-3985 (2004).</li><li>Peytavit, E., Lepilliet, S., Hindle, F., Coinon, C., Akalin, T., Ducournau, G., Mouret, G., Lampin, J. -. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Milliwatt-level+output+power+in+the+sub-terahertz+range+generated+by+photomixing+in+a+GaAs+photoconductor.">Milliwatt-level output power in the sub-terahertz range generated by photomixing in a GaAs photoconductor.</a> Appl. Phys. Lett. 99, 223508 (2011).</li><li>Upadhya, P. C., Fan, W., Burnett, A., Cunningham, J., Davies, A. G., Linfield, E. H., Lloyd-Hughes, J., Castro-Camus, E., Johnston, M. B., Beere, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Excitation-density-dependent+generation+of+broadband+terahertz+radiation+in+an+asymmetrically+excited+photoconductive+antenna.">Excitation-density-dependent generation of broadband terahertz radiation in an asymmetrically excited photoconductive antenna.</a> Opt. Lett. 32, 2297-2299 (2007).</li><li>Roehle, H., Dietz, R. J. B., Hensel, H. J., B&#246;ttcher, J., K&#252;nzel, H., Stanze, D., Schell, M., Sartorius, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Next+generation+1.5+&#956;m+terahertz+antennas:+mesa-structuring+of+InGaAs/InAlAs+photoconductive+layers.">Next generation 1.5 &#956;m terahertz antennas: mesa-structuring of InGaAs/InAlAs photoconductive layers.</a> Opt. Express. 18, 2296-2301 (2010).</li><li>Taylor, Z. D., Brown, E. R., Bjarnason, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Resonant-optical-cavity+photoconductive+switch+with+0.5+%+conversion+efficiency+and+1.0W+peak+power.">Resonant-optical-cavity photoconductive switch with 0.5 % conversion efficiency and 1.0W peak power.</a> Opt. Lett. 31, 1729-1731 (2006).</li><li>Park, S. -. G., Jin, K. H., Yi, M., Ye, J. C., Ahn, J., Jeong, K. -. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enhancement+of+Terahertz+Pulse+Emission+by+Optical+Nanoantenna.">Enhancement of Terahertz Pulse Emission by Optical Nanoantenna.</a> ACS NANO. 6, 2026-2031 (2012).</li><li>Auston, D. H., Cheung, K. P., Smith, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Picosecond+photocoducting+Hertzian+dipoles.">Picosecond photocoducting Hertzian dipoles.</a> Appl. Phys. Lett. 45, 284-286 (1984).</li><li>Berry, C. W., Jarrahi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Terahertz+generation+using+plasmonic+photoconductive+gratings.">Terahertz generation using plasmonic photoconductive gratings.</a> New Journal of Physics Focus Issue on Terahertz Plasmonics. 14, 105029 (2012).</li><li>Berry, C. W., Hashemi, M. R., Unlu, M., Jarrahi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Significant+Radiation+Enhancement+in+Photoconductive+Terahertz+Emitters+by+Incorporating+Plasmonic+Contact+Electrodes.">Significant Radiation Enhancement in Photoconductive Terahertz Emitters by Incorporating Plasmonic Contact Electrodes.</a> arXiv. , 1209.1680v1 (2012).</li><li>Berry, C. W., Jarrahi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrafast+Photoconductors+based+on+Plasmonic+Gratings.">Ultrafast Photoconductors based on Plasmonic Gratings.</a> Proc. Int. Conf. Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves. , 1-2 (2011).</li><li>Berry, C. W., Jarrahi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasmonically-enhanced+localization+of+light+into+photoconductive+antennas.">Plasmonically-enhanced localization of light into photoconductive antennas.</a> Proc. Conf. Lasers and Electro-Optics. , CFI2 (2010).</li><li>Berry, C. W., Jarrahi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Principles+of+impedance+matching+in+photoconductive+antennas.">Principles of impedance matching in photoconductive antennas.</a> Journal of Infrared, Millimeter and Terahertz. , (2012).</li><li>Ralph, S. E., Grischkowsky, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trap-enhanced+electric+fields+in+semi-insulators:+The+role+of+electrical+and+optical+carrier+injection.">Trap-enhanced electric fields in semi-insulators: The role of electrical and optical carrier injection.</a> Appl. Phys. Lett. 59, 1972 (1991).</li><li>Upadhya, P. C., Fan, W., Burnett, A., Cunningham, J., Davies, A. G., Linfield, E. H., Lloyd-Hughes, J., Castro-Camus, E., Johnston, M. B., Beere, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Excitation-density-dependent+generation+of+broadband+terahertz+radiation+in+an+asymmetrically+excited+photoconductive+antenna.">Excitation-density-dependent generation of broadband terahertz radiation in an asymmetrically excited photoconductive antenna.</a> Opt. Lett. 32, 2297-2299 (2007).</li><li>Taylor, Z. D., Brown, E. R., Bjarnason, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Resonant-optical-cavity+photoconductive+switch+with+0.5+%+conversion+efficiency+and+1.0W+peak+power.">Resonant-optical-cavity photoconductive switch with 0.5 % conversion efficiency and 1.0W peak power.</a> Opt. Lett. 31, 1729-1731 (2006).</li><li>Jarrahi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Terahertz+radiation-band+engineering+through+spatial+beam-shaping.">Terahertz radiation-band engineering through spatial beam-shaping.</a> Photonic Technology Letters. 21, 2019620 (2009).</li><li>Jarrahi, M., Lee, T. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+power+tunable+terahertz+generation+based+on+photoconductive+antenna+arrays.">High power tunable terahertz generation based on photoconductive antenna arrays.</a> Proc. IEEE International Microwave Symposium. , 391-394 (2008).</li><li>Beck, M., Schafer, H., Klatt, G., Demsar, J., Winnerl, S., Helm, M., Dekorsy, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impulsive+terahertz+radiation+with+high+electric+fields+from+an+amplifier-driven+large-area+photoconductive+antenna.">Impulsive terahertz radiation with high electric fields from an amplifier-driven large-area photoconductive antenna.</a> Opt. Express. 18, 9251-9257 (2010).</li><li>Hattori, T., Egawa, K., Ookuma, S. I., Itatani, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intense+terahertz+pulses+from+large-aperture+antenna+with+interdigitated+electrodes.">Intense terahertz pulses from large-aperture antenna with interdigitated electrodes.</a> Jpn. J. Appl. Phys. 45, L422-L424 (2006).</li><li>Kim, J. H., Polley, A., Ralph, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficient+photoconductive+terahertz+source+using+line+excitation.">Efficient photoconductive terahertz source using line excitation.</a> Opt. Lett. 30, 2490-2492 (2005).</li><li>Dreyhaupt, A., Winnerl, S., Dekorsy, T., Helm, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-intensity+terahertz+radiation+from+a+microstructured+large-area+photoconductor.">High-intensity terahertz radiation from a microstructured large-area photoconductor.</a> Appl. Phys. Lett. 86, 121114 (2005).</li><li>Brown, E. R., Lee, A. W. M., Navi, B. S., Bjarnason, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+a+planar+self-complementary+square-spiral+antenna+in+the+THz+region.">Characterization of a planar self-complementary square-spiral antenna in the THz region.</a> Microwave Opt. Technol. Lett. 48, 524-529 (2006).</li><li>Huo, Y., Taylor, G. W., Bansal, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Planar+log-periodic+antennas+on+extended+hemishperical+silicon+lenses+for+millimeter/submillimeter+wave+detection+applications.">Planar log-periodic antennas on extended hemishperical silicon lenses for millimeter/submillimeter wave detection applications.</a> Int. J. Infrared and Millimeter Waves. 23, 819 (2002).</li><li>Heshmat, B., Pahlevaninezhad, H., Pang, Y., Masnadi-Shirazi, M., Lewis, R. B., Tiedje, T., Gordon, R., Darcie, T. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Nanoplasmonic Terahertz Photoconductive Switch on GaAs. Nano Lett. 12, 6255-6259 (2012).</li><li>Berry, C. W., Hashemi, M. R., Unlu, M., Jarrahi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Significant+Performance+Enhancement+in+Photoconductive+Terahertz+Optoelectronics+by+Incorporating+Plasmonic+Contact+Electrodes.">Significant Performance Enhancement in Photoconductive Terahertz Optoelectronics by Incorporating Plasmonic Contact Electrodes.</a> Nature Communications. 4, 1622 (2013).</li><li>Wang, N., Berry, C. W., Hashemi, M. R., Jarrahi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasmonic+photoconductive+detectors+for+enhanced+terahertz+detection+sensitivity.">Plasmonic photoconductive detectors for enhanced terahertz detection sensitivity.</a> Optics Express. , (2013).</li><li>Hsieh, B. -. Y., Jarrahi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+periodic+metallic+nano-slits+for+efficient+interaction+of+terahertz+and+optical+waves+at+nano-scale+dimensions.">Analysis of periodic metallic nano-slits for efficient interaction of terahertz and optical waves at nano-scale dimensions.</a> J. Appl. Phys. 109, 084326 (2011).</li><li>Hsieh, B. -. Y., Wang, N., Jarrahi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toward+Ultrafast+Pump-Probe+Measurements+at+the+Nanoscale.+Special+Issue+of+"Optics+in+2011.">Toward Ultrafast Pump-Probe Measurements at the Nanoscale. Special Issue of "Optics in 2011.</a> Optics &amp; Photonics News. 22, (2011).</li><li>Hsieh, B. -. Y., Jarrahi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simultaneous+focusing+of+terahertz+and+optical+waves+into+nano-scale.">Simultaneous focusing of terahertz and optical waves into nano-scale.</a> Proc. Int. Conf. Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves. , 1-2 (2011).</li><li>Jackson, A. W., Ibbetson, J. P., Gossard, A. C., Mishra, U. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reduced+thermal+conductivity+in+low-temperature+grown+GaAs.">Reduced thermal conductivity in low-temperature grown GaAs.</a> Appl. Phys. Lett. 74, 2325-2327 (1999).</li></ol>

אין ניגודי האינטרסים הכריזו.

במאמר זה וידאו, אנו מציגים טכניקת דור terahertz photoconductive רומן שמשתמשת בתצורת אלקטרודה קשר plasmonic על מנת לשפר את יעילות ההמרה אופטית לterahertz על ידי שני סדרי גודל. העלייה המשמעותית בכוח terahertz הקרינה ממשדרי photoconductive plasmonic שהוצגו היא בעל ערך רבה לעתיד רגישות גבוהה terahertz הדמיה, ספק...

אנו מציגים פולט terahertz photoconductive רומן שמשתמש בתצורת אלקטרודה קשר plasmonic על מנת לשפר את יעילות ההמרה אופטית לterahertz על ידי שני סדרי גודל. הטכניקה שלנו מטפלת במגבלות החשובות ביותר של פולטים קונבנציונליים photoconductive terahertz, הספק כלומר נמוך ויעילות צריכת חשמל ירודה, שמקורם מהאיזון המובנה בין יעילות הקוונטית גבוהה ופעולה מהירה של photoconductors הקונבנציונלית. אחד החידושים המרכזיים בעיצוב שלנו, שהביאו לשיפור ביצועים זו קפיצת המדרגה היא לעצב תצורת אלקטרודה קשר שמצטברת במספר גדול של נושאי צילום שנוצרו בסמיכות להאלקטרודות המגע, כזו שהם יכולים להיות שנאספו במסגרת תת picosecond לוח זמנים. במילים אחרות, האיזון בין פעולת ultrafast הפוטוקונדוקטור ויעילות הקוונטית גבוהה מרוכך באמצעות מניפולציה המרחבי של צילום הסוגיםספקי טד. אלקטרודות קשר Plasmonic מציעות יכולת ייחודית זו על ידי (1) המאפשרת כליאת אור לאזורים פעילים בקנה מידה ננומטרי מכשיר בין האלקטרודות plasmonic (מעבר לגבול השתברות), (2) שיפור אור יוצא דופן במגע המתכת וצילום קליטת המוליכים למחצה 10 ממשק, 11. מאפיין נוסף חשוב של הפתרון שלנו הוא שזה יכול להכיל אזורים פעילים Photoconductor גדולים ללא עלייה משמעותית בטעינה הטפילה לאנטנה הקורנת terahertz. אזורי Photoconductor פעילים גדולים ניצול לאפשר מקלים השפעת מנשא ההקרנה והתפלגות תרמית, שהם המגבלות האולטימטיביות לכוח הקרינה המקסימאלי מפולטי photoconductive קונבנציונליים. מאמר זה וידאו מרוכז בתכונות הייחודיות של הפתרון שהוצג על ידי שלנו מתאר את הפיזיקה השולטים, מודלים מספריים, ואימות ניסיוני. אנחנו בניסוי מדגימים 50 פעמים סמכויות terahertz גבוהות יותר מאוריה plasmonicפולט oconductive בהשוואה לפולט photoconductive דומה עם אלקטרודות מגע הלא plasmonic.

<table border="1">
 <tbody>
 <tr>
 <td>&nbsp;</td>
 <td>&nbsp;</td>
 <td>&nbsp;</td>
 <td>Reagent</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Polymethyl Methacrylate (PMMA)</td>
 <td>MicroChem</td>
 <td>950K PMMA A4</td>
 <td>&nbsp;</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Hexamethyldisilazane (HMDS)</td>
 <td>Shin-Etsu MicroSI</td>
 <td>MicroPrime HP Primer</td>
 <td>&nbsp;</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Optical Photoresist</td>
 <td>Dow Chemical</td>
 <td>Megaposit SPR 220-3.0</td>
 <td>&nbsp;</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Photoresist Developer</td>
 <td>AZ Electronic Materials</td>
 <td>AZ 300 MIF Developer</td>
 <td>&nbsp;</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Methyl Iso-Butyl Keytone (MIBK)</td>
 <td>Avantor Performance Materials</td>
 <td>9322-03</td>
 <td>&nbsp;</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>&nbsp;</td>
 <td>&nbsp;</td>
 <td>&nbsp;</td>
 <td>Equipment</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Ti:Sapphire Mode-Locked Laser</td>
 <td>Coherent</td>
 <td>MIRA 900D V10 XW OPT 110V</td>
 <td>&nbsp;</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Pyroelectric Detector</td>
 <td>Spectrum Detector</td>
 <td>SPI-A-65 THz</td>
 <td>&nbsp;</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Electron-Beam Lithography Tool</td>
 <td>JEOL</td>
 <td>JBX-6300-FS</td>
 <td>&nbsp;</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Plasma Stripper</td>
 <td>Yield Engineering Systems</td>
 <td>YES-CV200RFS</td>
 <td>&nbsp;</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Metal Evaporator</td>
 <td>Denton Vacuum</td>
 <td>SJ-20</td>
 <td>&nbsp;</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition Tool</td>
 <td>GSI</td>
 <td>GSI PECVD System</td>
 <td>&nbsp;</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Projection Lithography Stepper</td>
 <td>GCA</td>
 <td>AutoStep 200</td>
 <td>&nbsp;</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Reactive Ion Etcher</td>
 <td>LAM Research</td>
 <td>9400</td>
 <td>&nbsp;</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Parameter Analyzer</td>
 <td>Hewlett Packard</td>
 <td>4155A</td>
 <td>&nbsp;</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Optical Chopper</td>
 <td>Thorlabs</td>
 <td>MC2000</td>
 <td>&nbsp;</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Lock-in Amplifier</td>
 <td>Stanford Research Systems</td>
 <td>SR830</td>
 <td>&nbsp;</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Electrooptic Modulator</td>
 <td>Thorlabs</td>
 <td>EO-AM-NR-C2</td>
 <td>&nbsp;</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Motorized Linear Stage</td>
 <td>Thorlabs</td>
 <td>NRT100</td>
 <td>&nbsp;</td>
 </tr>
 </tbody>
</table>

design, fabrication, and experimental characterization of plasmonic photoconductive terahertz emitters

במאמר זה אנו מציגים סרטון הדגמה מפורטת של שיטה יעילה ביותר ליצירת גלי terahertz. הטכניקה שלנו מבוססת על photoconduction, אשר כבר אחת הטכניקות הנפוצות ביותר לterahertz דור 1-8. דור Terahertz בפולט photoconductive מושגת על ידי שאיבת הפוטוקונדוקטור ultrafast עם תאורת לייזר פעם או heterodyned. פוטוני המושרה, העוקב את המעטפה של לייזר המשאבה, מנותב לאנטנה קורנת terahertz המחוברת לאלקטרודות קשר Photoconductor ליצור terahertz קרינה. למרות היעילות הקוונטית של פולט photoconductive יכולה תיאורטית להגיע ל -100%, באורכי נתיב התחבורה הארוכים יחסי של נשאי תמונה שנוצרו לאלקטרודות הקשר של photoconductors הקונבנציונליים מוגבלים היעילות הקוונטית שלהם בחומרה. בנוסף, השפעת הקרנת המנשא והתפלגות תרמית להגביל עמ התפוקה המקסימלית בקפדנותower מקורות terahertz photoconductive קונבנציונליים. כדי לענות על מגבלות היעילות הקוונטית של פולטי terahertz photoconductive קונבנציונליים, פיתחנו קונספט פולט photoconductive חדש אשר משלב תצורת מגע אלקטרודה plasmonic להציע קוונטי יעילות גבוהה ותפעול ultrafast בו זמנית. על ידי שימוש באלקטרודות קשר plasmonic בקנה מידה ננו, אנחנו להפחית באופן משמעותי את הדרך הממוצעת תמונה שנוצר ספק תחבורה לאלקטרודות קשר Photoconductor לעומת photoconductors קונבנציונלי 9. השיטה שלנו גם מאפשרת הגדלת אזור פעיל הפוטוקונדוקטור ללא עלייה משמעותית בטעינת קיבולי לאנטנה, לחיזוק כוח terahertz הקרינה המרבי על ידי מניעת השפעת מנשא ההקרנה ופירוק תרמי בסמכויות משאבה אופטיות גבוהות. על ידי אלקטרודות המשלבות מגע plasmonic, אנחנו מדגימים שיפור יעילות המרת כוח אופטי לterahertz של photoconductive te קונבנציונליפולט rahertz בפקטור של 50 10.

כדי להדגים את הפוטנציאל של אלקטרודות plasmonic לterahertz שיפור כוח, אנחנו מפוברקים שני משדרים terahertz: פולט photoconductive קונבנציונלי (איור 1 א) וplasmonic (איור 1) בשילוב אלקטרודות קשר plasmonic כדי לקצר את זמני הובלת הספק ליצור קשר עם אלקטרודות. שני העיצובים מורכבים הפוטוק?...

Watch this Scientific Journal Video about Design, Fabrication, and Experimental Characterization of Plasmonic Photoconductive Terahertz Emitters at JoVE.com

Design, Fabrication, and Experimental Characterization of Plasmonic Photoconductive Terahertz Emitters

אנו מתארים שיטות לעיצוב, הייצור, והאפיון ניסיוני של פולטי photoconductive plasmonic, אשר מציעים שני סדרי גודל רמות העצמה גבוהות יותר בהשוואה לterahertz emitters photoconductive קונבנציונלי.

עיצוב, ייצור, וניסויית אפיון של פולטי Terahertz פוטו Plasmonic

In this video article we present a detailed demonstration of a highly efficient method for generating terahertz waves. Our technique is based on ...

design-fabrication-experimental-characterization-plasmonic

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Electrical Engineering

Engineering

Unit 1

System Protection

SCIENTISTS IN ACTION

14.8K Views.  University of Michigan. אנו מתארים שיטות לעיצוב, הייצור, והאפיון ניסיוני של פולטי photoconductive plasmonic, אשר מציעים שני סדרי גודל רמות העצמה גבוהות יותר בהשוואה לterahertz emitters photoconductive קונבנציונלי.

Video: Design, Fabrication, and Experimental Characterization of Plasmonic Photoconductive Terahertz Emitters

Terahertz Microfluidic Sensing Using a Parallel-plate Waveguide Sensor

Refractive index (RI) sensing is a powerful noninvasive and label-free sensing technique for the identification, detection and monitoring of microfluidic samples with a wide range of possible sensor designs such as interferometers and resonators 1,2. Most of the existing RI sensing applications focus on biological materials in aqueous solutions in visible and IR frequencies, such as DNA hybridization and genome sequencing. At terahertz frequencies, applications include quality control, monitoring of industrial processes and sensing and detection applications involving nonpolar materials.
Several potential designs for refractive index sensors in the terahertz regime exist, including photonic crystal waveguides 3, asymmetric split-ring resonators 4, and photonic band gap structures integrated into parallel-plate waveguides 5. Many of these designs are based on optical resonators such as rings or cavities. The resonant frequencies of these structures are dependent on the refractive index of the material in or around the resonator. By monitoring the shifts in resonant frequency the refractive index of a sample can be accurately measured and this in turn can be used to identify a material, monitor contamination or dilution, etc.
The sensor design we use here is based on a simple parallel-plate waveguide 6,7. A rectangular groove machined into one face acts as a resonant cavity (Figures 1 and 2). When terahertz radiation is coupled into the waveguide and propagates in the lowest-order transverse-electric (TE1) mode, the result is a single strong resonant feature with a tunable resonant frequency that is dependent on the geometry of the groove 6,8. This groove can be filled with nonpolar liquid microfluidic samples which cause a shift in the observed resonant frequency that depends on the amount of liquid in the groove and its refractive index 9.
Our technique has an advantage over other terahertz techniques in its simplicity, both in fabrication and implementation, since the procedure can be accomplished with standard laboratory equipment without the need for a clean room or any special fabrication or experimental techniques. It can also be easily expanded to multichannel operation by the incorporation of multiple grooves 10. In this video we will describe our complete experimental procedure, from the design of the sensor to the data analysis and determination of the sample refractive index.

The procedure for implementing a refractive index sensor for terahertz frequencies based on a grooved parallel-plate waveguide geometry is described here. The method yields a measurement of the refractive index of a small volume of liquid through monitoring of the shift in the resonant frequency of the waveguide structure

חישת Terahertz Microfluidic באמצעות חיישן מוליך גל מקביל צלחת

Refractive index (RI) sensing is a powerful noninvasive and label-free sensing technique for the identification, detection and monitoring of microfluidic ...

Simulation, Fabrication and Characterization of THz Metamaterial Absorbers

Metamaterials (MM), artificial materials engineered to have properties that may not be found in nature, have been widely explored since the first theoretical1 and experimental demonstration2 of their unique properties. MMs can provide a highly controllable electromagnetic response, and to date have been demonstrated in every technologically relevant spectral range including the optical3, near IR4, mid IR5 , THz6 , mm-wave7 , microwave8 and radio9 bands. Applications include perfect lenses10, sensors11, telecommunications12, invisibility cloaks13 and filters14,15. We have recently developed single band16, dual band17 and broadband18 THz metamaterial absorber devices capable of greater than 80% absorption at the resonance peak. The concept of a MM absorber is especially important at THz frequencies where it is difficult to find strong frequency selective THz absorbers19. In our MM absorber the THz radiation is absorbed in a thickness of ~ &lambda;/20, overcoming the thickness limitation of traditional quarter wavelength absorbers. MM absorbers naturally lend themselves to THz detection applications, such as thermal sensors, and if integrated with suitable THz sources (e.g. QCLs), could lead to compact, highly sensitive, low cost, real time THz imaging systems.

This protocol outlines the simulation, fabrication and characterization of THz metamaterial absorbers. Such absorbers, when coupled with an appropriate sensor, have applications in THz imaging and spectroscopy.

סימולציה, ייצור ואפיון של בולמי metamaterial THz

Metamaterials (MM),  artificial materials engineered to have properties that may not be found in  nature, have been widely explored since the first ...

Fabrication And Characterization Of Photonic Crystal Slow Light Waveguides And Cavities

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 and for its considerable potential for practical applications. Slow light photonic crystal waveguides, in particular, have played a major part and have been successfully employed for delaying optical signals1-4 and the enhancement of both linear5-7 and nonlinear devices.8-11
Photonic crystal cavities achieve similar effects to that of slow light waveguides, but over a reduced band-width. These cavities offer high Q-factor/volume ratio, for the realization of optically12 and electrically13 pumped ultra-low threshold lasers and the enhancement of nonlinear effects.14-16 Furthermore, passive filters17 and modulators18-19 have been demonstrated, exhibiting ultra-narrow line-width, high free-spectral range and record values of low energy consumption.
To attain these exciting results, a robust repeatable fabrication protocol must be developed. In this paper we take an in-depth look at our fabrication protocol which employs electron-beam lithography for the definition of photonic crystal patterns and uses wet and dry etching techniques. Our optimised fabrication recipe results in photonic crystals that do not suffer from vertical asymmetry and exhibit very good edge-wall roughness. We discuss the results of varying the etching parameters and the detrimental effects that they can have on a device, leading to a diagnostic route that can be taken to identify and eliminate similar issues.
The key to evaluating slow light waveguides is the passive characterization of transmission and group index spectra. Various methods have been reported, most notably resolving the Fabry-Perot fringes of the transmission spectrum20-21 and interferometric techniques.22-25 Here, we describe a direct, broadband measurement technique combining spectral interferometry with Fourier transform analysis.26 Our method stands out for its simplicity and power, as we can characterise a bare photonic crystal with access waveguides, without need for on-chip interference components, and the setup only consists of a Mach-Zehnder interferometer, with no need for moving parts and delay scans.
When characterising photonic crystal cavities, techniques involving internal sources21 or external waveguides directly coupled to the cavity27 impact on the performance of the cavity itself, thereby distorting the measurement. Here, we describe a novel and non-intrusive technique that makes use of a cross-polarised probe beam and is known as resonant scattering (RS), where the probe is coupled out-of plane into the cavity through an objective. The technique was first demonstrated by McCutcheon et al.28 and further developed by Galli et al.29

Use of photonic crystal slow light waveguides and cavities has been widely adopted by the photonics community in many differing applications. Therefore fabrication and characterization of these devices are of great interest. This paper outlines our fabrication technique and two optical characterization methods, namely: interferometric (waveguides) and resonant scattering (cavities).

ייצור ואפיון של מנחי גלים פוטוניים Crystal להאט את האור וחללים

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 ...

Fabrication and Characterization of Disordered Polymer Optical Fibers for Transverse Anderson Localization of Light

We develop and characterize a disordered polymer optical fiber that uses transverse Anderson localization as a novel waveguiding mechanism. The developed polymer optical fiber is composed of 80,000 strands of poly (methyl methacrylate) (PMMA) and polystyrene (PS) that are randomly mixed and drawn into a square cross section optical fiber with a side width of 250 &mu;m. Initially, each strand is 200 &mu;m in diameter and 8-inches long. During the mixing process of the original fiber strands, the fibers cross over each other; however, a large draw ratio guarantees that the refractive index profile is invariant along the length of the fiber for several tens of centimeters. The large refractive index difference of 0.1 between the disordered sites results in a small localized beam radius that is comparable to the beam radius of conventional optical fibers. The input light is launched from a standard single mode optical fiber using the butt-coupling method and the near-field output beam from the disordered fiber is imaged using a 40X objective and a CCD camera. The output beam diameter agrees well with the expected results from the numerical simulations. The disordered optical fiber presented in this work is the first device-level implementation of 2D Anderson localization, and can potentially be used for image transport and short-haul optical communication systems.

We develop and characterize a disordered polymer optical fiber that uses transverse Anderson localization as a novel waveguiding mechanism. This microstructured fiber can transport a small localized beam with a radius that is comparable to the beam radius of conventional optical fibers.

ייצור ואפיון של סיבים אופטיים הפרעות פולימר ללוקליזציה רוחבית אנדרסון אור

We develop and characterize a disordered polymer optical fiber that uses transverse Anderson localization as a novel waveguiding mechanism. The developed ...

Patterning via Optical Saturable Transitions - Fabrication and Characterization

This protocol describes the fabrication and characterization of nanostructures using a novel nanolithographic technique called Patterning via Optical Saturable Transitions (POST). In this technique the chemical properties of organic photochromic molecules that undergo single-photon reactions are exploited, enabling rapid top-down nanopatterning over large areas at low light intensities, thereby, allowing for the circumvention of the far-field diffraction barrier.4 Simple, cost-effective, high throughput and resolution alternatives to nanopatterning are being explored, such as, two-photon polymerization5,6, beam pen lithography (BPL)7, scanning electron beam lithography (SEBL), and focused ion beam (FIB) patterning. However, multi-photon approaches require high light intensities, which limit their potential for high throughput and offer low image contrast. Although, electron and ion beam lithographic processes offer increased resolution, the serial nature of the process is limited to slow writing speeds, which also prevents patterning of features over large areas. Beam-pen lithography is an approach towards parallel near-field optical lithography. However, the gap between the source of the beam and the surface of the photoresist needs to be controlled extremely precisely for good pattern uniformity and this is very challenging to accomplish for large arrays of beams. Patterning via Optical Saturable Transitions (POST) is an alternative optical nanopatterning technique for patterning sub-wavelength features1-3. Since this technique uses single photons instead of electrons, it is extremely fast and does not require high light intensities1-3, opening the door to massive parallelization.

We report that the diffraction limit of conventional optical lithography can be overcome by exploiting the transitions of organic photochromic derivatives induced by their photoisomerization at low light intensities.1-3 This paper outlines our fabrication technique and two locking mechanisms, namely: dissolution of one photoisomer and electrochemical oxidation.

דפוסים באמצעות מעברי Saturable אופטיים - ייצור ואפיון

This protocol describes the fabrication and characterization of nanostructures using a novel nanolithographic technique called Patterning via Optical ...

Printing Fabrication of Bulk Heterojunction Solar Cells and In Situ Morphology Characterization

Polymer-based materials hold promise as low-cost, flexible efficient photovoltaic devices. Most laboratory efforts to achieve high performance devices have used devices prepared by spin coating, a process that is not amenable to large-scale fabrication. This mismatch in device fabrication makes it difficult to translate quantitative results obtained in the laboratory to the commercial level, making optimization difficult. Using a mini-slot die coater, this mismatch can be resolved by translating the commercial process to the laboratory and characterizing the structure formation in the active layer of the device in real time and in situ as films are coated onto a substrate. The evolution of the morphology was characterized under different conditions, allowing us to propose a mechanism by which the structures form and grow. This mini-slot die coater offers a simple, convenient, material efficient route by which the morphology in the active layer can be optimized under industrially relevant conditions. The goal of this protocol is to show experimental details of how a solar cell device is fabricated using a mini-slot die coater and technical details of running in situ structure characterization using the mini-slot die coater.

Printing Fabrication of Bulk Heterojunction Solar Cells and In Situ Morphology Characterization

Here, we present a protocol to fabricate organic thin film solar cells using a mini-slot die coater and related in-line structure characterizations using synchrotron scattering techniques.

ייצור הדפסת תאים סולריים heterojunction הגורף<em&gt; באתרו</em&gt; אפיון מורפולוגיה

Polymer-based materials hold promise as low-cost, flexible efficient photovoltaic devices. Most laboratory efforts to achieve high performance devices ...

Free-form Light Actuators &#8212; Fabrication and Control of Actuation in Microscopic Scale

Liquid crystalline elastomers (LCEs) are smart materials capable of reversible shape-change in response to external stimuli, and have attracted researchers&#39; attention in many fields. Most of the studies focused on macroscopic LCE structures (films, fibers) and their miniaturization is still in its infancy. Recently developed lithography techniques, e.g., mask exposure and replica molding, only allow for creating 2D structures on LCE thin films. Direct laser writing (DLW) opens access to truly 3D fabrication in the microscopic scale. However, controlling the actuation topology and dynamics at the same length scale remains a challenge.
In this paper we report on a method to control the liquid crystal (LC) molecular alignment in the LCE microstructures of arbitrary three-dimensional shape. This was made possible by a combination of direct laser writing for both the LCE structures as well as for micrograting patterns inducing local LC alignment. Several types of grating patterns were used to introduce different LC alignments, which can be subsequently patterned into the LCE structures. This protocol allows one to obtain LCE microstructures with engineered alignments able to perform multiple opto-mechanical actuation, thus being capable of multiple functionalities. Applications can be foreseen in the fields of tunable photonics, micro-robotics, lab-on-chip technology and others.

Free-form Light Actuators &amp;#8212; Fabrication and Control of Actuation in Microscopic Scale

Here, we fabricate 3D polymeric micro/nano structures in which both the shape and the molecular alignment can be engineered with nanometer scale accuracy by the use of direct laser writing. Light induced deformation of several types of liquid crystalline elastomer microstructures can be controlled in the microscopic scale.

מתנעים אור בצורה חופשית - ייצור ובקרה של Actuation ב בקנה מידה מיקרוסקופי

Liquid crystalline elastomers (LCEs) are smart materials capable of reversible shape-change in response to external stimuli, and have attracted ...

Fabrication and Characterization of Superconducting Resonators

Superconducting microwave resonators are of interest for a wide range of applications, including for their use as microwave kinetic inductance detectors (MKIDs) for the detection of faint astrophysical signatures, as well as for quantum computing applications and materials characterization. In this paper, procedures are presented for the fabrication and characterization of thin-film superconducting microwave resonators. The fabrication methodology allows for the realization of superconducting transmission-line resonators with features on both sides of an atomically smooth single-crystal silicon dielectric. This work describes the procedure for the installation of resonator devices into a cryogenic microwave testbed and for cool-down below the superconducting transition temperature. The set-up of the cryogenic microwave testbed allows one to do careful measurements of the complex microwave transmission of these resonator devices, enabling the extraction of the properties of the superconducting lines and dielectric substrate (e.g., internal quality factors, loss and kinetic inductance fractions), which are important for device design and performance.

Superconducting microwave resonators are of interest for detection of light, quantum computing applications and materials characterization. This work presents a detailed procedure for fabrication and characterization of superconducting microwave resonator scattering parameters.

ייצור ואפיון של מהודי מוליכים

Superconducting microwave resonators are of interest for a wide range of applications, including for their use as microwave kinetic inductance detectors ...

Fabrication of Nanopillar-Based Split Ring Resonators for Displacement Current Mediated Resonances in Terahertz Metamaterials

Terahertz (THz) split ring resonator (SRR) metamaterials (MMs) has been studied for gas, chemical, and biomolecular sensing applications because the SRR is not affected by environmental characteristics such as the temperature and pressure surrounding the resonator. Electromagnetic radiation in THz frequencies is biocompatible, which is a critical condition especially for the application of the biomolecular sensing. However, the quality factor (Q-factor) and frequency responses of traditional thin-film based split ring resonator (SRR) MMs are very low, which limits their sensitivities and selectivity as sensors. In this work, novel nanopillar-based SRR MMs, utilizing displacement current, are designed to enhance the Q-factor up to 450, which is around 45 times higher than that of traditional thin-film-based MMs. In addition to the enhanced Q-factor, the nanopillar-based MMs induce a larger frequency shifts (17 times compared to the shift obtained by the traditional thin-film based MMs). Because of the significantly enhanced Q-factors and frequency shifts as well as the property of biocompatible radiation, the THz nanopillar-based SRR are ideal MMs for the development of biomolecular sensors with high sensitivity and selectivity without inducing damage or distortion to biomaterials. A novel fabrication process has been demonstrated to build the nanopillar-based SRRs for displacement current mediated THz MMs. A two-step gold (Au) electroplating process and an atomic layer deposition (ALD) process are used to create sub-10 nm scale gaps between Au nanopillars. Since the ALD process is a conformal coating process, a uniform aluminum oxide (Al2O3) layer with nanometer-scale thickness can be achieved. By sequentially electroplating another Au thin film to fill the spaces between Al2O3 and Au, a close-packed Au-Al2O3-Au structure with nano-scale Al2O3 gaps can be fabricated. The size of the nano-gaps can be well defined by precisely controlling the deposition cycles of the ALD process, which has an accuracy of 0.1 nm.

A protocol for the design and fabrication of a novel nanopillar-based split ring resonator (SRR) is presented.

המצאה של מהודי טבעת פיצול Nanopillar מבוסס על התזוזה נוכחית מתווכת רזוננסים ב Metamaterials Terahertz

Terahertz (THz) split ring resonator (SRR) metamaterials (MMs) has been studied for gas, chemical, and biomolecular sensing applications because the SRR ...

Design and Characterization Methodology for Efficient Wide Range Tunable MEMS Filters

Here, we demonstrate the advantages of the laser Doppler vibrometer (LDV) over conventional techniques (the network analyzer), as well as the techniques to create an application-based microelectromechanical systems (MEMS) filter and how to use it efficiently (i.e., tuning the tuning-capability and avoiding both failure and stiction). LDV enables crucial measurements that are impossible with the network analyzer, such as higher mode detection (highly sensitive biosensor application) and resonance measurement for very small devices (fast prototyping). Accordingly, LDV was used to characterize the frequency tuning range and resonance frequency at different modes of the MEMS filters built for this study. This wide range frequency tuning mechanism is based simply on Joule heating from the embedded heaters and relatively high thermal stress with respect to the temperature of a fixed-fixed beam. However, we demonstrate that another limitation of this method is the resulting high thermal stress, which can burn the devices. Further improvement was achieved and shown for the first time in this study, such that the tuning capability was increased by 32% through an increase in the applied DC bias voltage (25 V to 35 V) between the two adjacent beams. This important finding eliminates the need for the extra Joule heating at the wider frequency tuning range. Another possible failure is through stiction and requirement of structure optimization: We propose a simple and easy technique of low frequency square wave signal application that can successfully separate the beams and eliminates the need for the more sophisticated and complicated methods given in the literature. The above findings necessitate a design methodology, and so we also provide an application-based design.

A protocol for a fixed-fixed beam design using a laser Doppler vibrometer (LDV), including the measurement of frequency tuning, modification of tuning capability, and avoidance of device failure and stiction, is presented. The superiority of the LDV method over the network analyzer is demonstrated due to its higher mode capability.

עיצוב, אפיון מתודולוגיה למסננים Tunable MEMS יעיל לטווח רחב

Here, we demonstrate the advantages of the laser Doppler vibrometer (LDV) over conventional techniques (the network analyzer), as well as the techniques ...