저자는 굉장히 RS 기법 및 측정의 실행에 관한 유용한 토론을 파비아 대학에서 박사 마테오 Galli, 박사 시몬 L. Portalupi과 교수 루치 C. Andreani을 인정합니다.

면책 조항 : 다음 프로토콜 광자 크리스탈 waveguides와 충치의 제조 및 특성 기술을 다루는 일반적인 프로세스 흐름을 제공합니다. 프로세스 흐름은 우리의 실험실에서 사용할 수있는 특정 장비에 최적화되어 있습니다, 다른 시약이나 장비를 사용하는 경우 매개 변수가 다를 수 있습니다. 1. 샘플 준비 <ol><li> 샘플 Cleaving은 - 실리콘 - 온 - 절연체 (SOI) 웨이퍼를 타고 실리콘 표면의 가장자리에서 약 1-2mm 긴 줄을 긁어하기 위해 다이아몬드 서기를 사용 스크래치는 웨이퍼의 가장자리를 통해 확장하도록해야합니다. 직선 모서리에 스크래치를 정렬 (예 : 현미경 슬라이드의)과 스크래치의 양면에 더 긍정적 인 압력을 적용 스크래치 위치에있는 크리스탈 비행기를 따라 웨이퍼 의지 다니엘. 전체 칩을 정의하는이 절차를 반복합니다. </li><li> 샘플 청소 -주의 아세톤에 장소 샘플을 핀셋에게를 사용하는차 1-2 분을위한 초음파 욕조에 청소. 아세톤에서 샘플을 제거,주의 이소프로판올을 (30 초) (아세톤 및 이소프로판올 모두 가연성입니다 좋은 환기를 사용하여 모든 점화 소스를 방지)를 사용하여 샘​​플에서 남아있는 아세톤을 씻어. 깨끗한 건조 질소 총을 사용하여 샘​​플을 말린다. </li><li> 저항 스핀 - 스핀 coater에 샘플을 배치합니다. 민감한 피펫 전자는 샘플에주의 ZEP520A을 (ZEP520A는 가연성이며, 피부와 눈 흡입 및 접촉에 의해 피해를 피해야한다) 저항 - 나가는 저항없이 완전히 샘플을 충당하기 위해 저항 충분히 사용합니다. 약을 제공 할만큼 샘플을 봐. 10 분에 180 ° C에서 열판에 350 nm의 두께 필름을 구워. 우리는 (참조 이상) 해상도와 에칭 저항의 균형을 최적의 두께로이 두께를 찾았습니다. </li></ol> 2. 패턴 정의 <ol><li> 디자인 - 적절한 소프트웨어를 사용하여이 필요한 광자 결정 패턴을 시뮬레이션. 마비유용한 소프트웨어 패키지의 어이 포함 가능하지만 이에 국한되지 : 광자 밴드 (MPB)를 MIT FullWAVE (RSoft), MIT 전자기 수식 전파 (MEEP). </li><li> 패턴 생성 - 적절한 소프트웨어를 사용하여 노출 파일 (일반적으로 GDS 형식) 및 근접 오류 수정을 만들 30. </li><li> 패턴 노출 - 전자 빔 리소그래피 시스템 (LEO 1530 / Raith Elphy)의 챔버에 샘플을로드하고 아래로 펌프. 일단 진공이 달성되었습니다 EHT 공급에 전환 30 KV로 설정합니다. 샘플, 무대와 챔버가 평형 온도에 도달 할 수 있도록 1 시간이 상태에서 시스템을 둡니다. 특정 전자 빔 리소그래피 시스템의 사용자 설명서에 표시된대로 노출을 설정합니다. 적절한 기본 단계 크기 (예 : 2 nm 정도) (이 시스템이 노출 할 수있는 최소 픽셀 크기 임), 최소 1 밀리의 정착 시간 (사용 샘플을 노출이 시스템이 빔을 이동하고 노출 사이에 대기하는 시간이되는패턴의 특정 부분), 55 μAcm -2의 지역 복용. </li><li> 샘플 개발 - 23의 온도에서주의 크실렌을 (크실렌 떨어져 점화 소스에서 환기가 잘되는 지역의 가연성과 높은 독성 작업을 모두하고 피부와 눈과의 접촉을 피)를 사용하여 ° C 45 초에 샘플을 개발합니다. 이소프로판올에 씻어. </li></ol> 3. 무늬 전송 <ol><li> RIE 방 청소 - 흐름 아르곤의 속도와 200 sccm으로 수소를 설정합니다. 1 챔버 압력 × 10 -1 mBar을 달성하기 위해, 나비 밸브를 통해 펌프를 스로틀. RF 전력 100 W로 설정 플라즈마를 점화하고 적어도 10 분 동안 실행 - 약 700 V가 관찰되어야하는 DC 바이어스. 아르곤 / H 2 플라즈마를 전환 한 후 챔버는 ​​약 1 분 동안 펌프 할 수 있습니다. 200 sccm의 챔버에 산소의 흐름 속도를 설정하고 다시 1 × 10 -1 mBar에 챔버 압력을 스로틀. 두 번째 플라즈마를 점화100 W의 전력과 산소와 5 분에 실행합니다. 이러한 절차 후, 챔버는 이전 드라이 에칭에서, 이러한 폴리머 잔류 물과 같은 오염 물질의 무료입니다. 우리는 최대 재현성을 보장하기 위해 에칭 요리법의 모든 변경하기 전에이 절차를 수행합니다. 이 절차는 병렬 판, 음극로드, RIE로 구성되어 시스템에 최적화되어 있습니다, 스로틀 밸브 부착 터보 분자 펌프 모두 12 인치 포트를 포함 높이 14 인치의 직경 메인 챔버 12인치을 갖추고 있습니다. </li><li> 광자 크리스탈 에칭 - RIE 메인 챔버로 샘플을로드하고 다운 × 10 -6 mBar 챔버 수증기 무료입니다 보장하기 &lt;3의 배경 압력 시스템을 펌프. 미리 에어컨하여 식각 가스 (즉 CHF 3 SF 6)와 챔버를 에칭을 시작합니다 : 100 sccm (즉 1시 1분의 가스 비율을 설정)에 두 가스의 흐름 속도를 설정하고 스로틀을 사용하여 챔버를 가져 5 × 10 압력 <s&gt; -2 mBar 백업, 가스가 적어도 10 분 동안 흐를 수 있습니다. 의 챔버 압력을 확보하면서 약 2 분 (이 에칭 매개 변수에 대한 실리콘의 에칭 속도가 약 150 nm의 / 분)을위한 에칭 샘플, 미리 에어컨 후, 약 20 W에 RF 전력을 설정하고 플라즈마를 점화 5 × 10 -2 mBar가 유지됩니다. 200-220 V 사이의 DC 바이어스는 에칭 기간 동안 달성해야합니다. </li><li> 남은 제거하는 청소 샘플 전자에 민감한 저항 - 드라이 에칭 후, 아세톤에 이어, 1-2 분 동안 초음파 교반과 함께주의에 1,165 리무버 (1165는 가연성이며, 눈에 자극을 일으킬 수, 코, 호흡기)를 린스로 샘플을 청소 그리고 이소프로판올은 (단계 1.2) 위의 설명. </li><li> 막 절연 - 스핀 - 코트 UV 민감한 사진과 샘플주의 Microposit S1818 G2 (S1818 G2는, 코, 호흡기 가연성 모두하고 눈에 자극을 유발)을 (단계 1.3 참조) 저항. appropriat를 사용하여전자 photomask는 UV 마스크 aligner를 사용하여 광자 결정 패턴 위에 저항에서 창을 정의합니다. 약 30-45 초에 대한 샘플을 쉽게받을 수 있습니다. 개발 30-45 초 동안 Microposit 개발자 MF-319 (MF-319은 알칼리성 액체이며, 눈 자극, 코, 호흡기을 일으킬 수있는)가, 드 ionised 물에 나중에 린스주의에 저항. 드 ionised에주의 1시 5분 불화 수소산 (1.1499 g / ML 48-51% HF) (처리가 HF에 대한 평가 전체 개인 보호 장비를 사용할 때 HF는 매우 부식성하고 쉽게 조직을 파괴)의 혼합물 플라스틱 비커를 준비 물. 안전상의 이유로 만 플라스틱 비커와 핀셋은 불화 수소산과 함께 사용되어야합니다. 15 분의 불화 산성 혼합물 잠기 샘플을. 에칭 후, 드 ionised 물에 철저하게 샘플을 씻어. 이 단계에서와 이후 초음파 교반하여 사용하실 수 없습니다 - 남은 아세톤 및 이소프로판올을 (단계 1.2 참조)를 사용하여 사진 저항을 제거합니다. 샘플을 보장하기 위해가능한 한 깨끗하고,이주의 피라냐 솔루션 (피라냐 솔루션은 잠재적으로 폭발성이 매우 활기찬하고 처리가 전체 개인 보호 장비를 사용하는 경우, 유기 물질을 공격) (3시 1분주의 황산 산 (황산에서 헹굼과 아세톤 및 이소프로판올 빨래를 따르십시오 처리 개인 보호 장비를 사용하여 증기 또는 안개의 흡입을 피할 때 산 5 분 동안 (과산화수소가 처리 개인 보호 장비를 사용 피부와 눈 접촉의 경우)에 매우 유해합니다) 과산화수소주의), 부식성 매우 독성 다음 드 ionised 물, 아세톤 및 이소프로판올의 샘플을 씻어. 안전상의 이유로 만 유리 비커와 금속 핀셋은 피라냐 솔루션과 함께 사용되어야합니다. 피라냐 솔루션은 아세톤이나 이소프로판올와 접촉 폭발 할 수 있기 때문에, 이러한 시약 멀리 취급해야합니다. </li><li> 패싯 Cleaving - 광자 크리스탈 천천히 빛 도파관을 준비하는 경우, 샘플 패싯 cleaving이 필요합니다. 다니엘 SA단계 1.1에서 설명한대로 가능한 한 그와 같은 작은 스크래치를 제외하고, 동일한 절차에 따라 mple를 사용해야합니다. ~ 700 μm 두께의 기판과 SOI 칩은 안정적으로 4-5mm 긴 샘플을 아래로 흘리고 할 수 있습니다. </li></ol> 4. 광자 크리스탈 느린 빛 도파관 특성 <ol><li> 3dB 섬유 스플리터와에 출력을 각각 사용 : - 설치의 사전 준비가 자연 방출 (ASE) 광원 (빔 경로 가능한 경우를 커버 불필요한 높은 힘을 방지 눈에 보이지 않는 IR 방사선) 증폭주의 광대역의 출력에 연결 그림 9와 같이 자유 공간 마하 - Zehnder interferometeter (MZI)의 두 팔에 몇 가지 빛. 섬유의 광 출력을 collimate하기 위해 비구면 렌즈를 사용합니다. 간섭계의 팔 중 하나에, 부부와 샘플 칩의에서 빛 광선을에 두 개의 추가 비구면 렌즈를 사용합니다. TE-극성 ligh에 샘플 팔에 편광 빔 스플리터 (PBS)를 배치t는 샘플을 입력. 그들은 재결합되는 두 번째 3dB 광섬유 분배기로 다시 두 팔에서​​ 몇 조준 출력 빔을에 비구면 렌즈를 사용합니다. 적외선 검출기에 출력 중 하나를 연결하고 샘플에 빛을 커플 링을 최대화하기 위해 검출기의 읽기를 사용하여, 광 스펙트럼 분석기 (OSA)에 다른 출력을 연결합니다. MZI의 두 팔에 있던 섬유가 동일한 공칭 길이를 가지고 수 있도록 참조 팔에 조정할 수있는 지연 단계를 포함해야합니다 : 샘플의 면전에서 때 MZI의 두 팔은 약 같은 광학 길이가 있어야합니다 의 길이의 미세한 조절하십시오. 샘플 팔에서 샘플로 최고의 커플 링을 얻기 위해 XYZ 정밀 단계로 비구면 렌즈를 탑재합니다. </li><li> 참조 팔 길이를 조정 - 부부 빛 빔을 빈 (광자 크리스탈없이 IE) 리지 도파관에 무선 인터넷 접속 (같은 종류의 액세스가 해당 광자 결정 내부에 피드 빛 waveguides으로)샘플 팔에 동일한 칩을 막을. OSA에 대한 지속적인 검사를 실행하고 측정 파장 스펙트럼을 관찰합니다. MZI의 무기가 매우 다른 광학 길이를 (&gt; ~ cm)이있는 경우 이러한 가장자리가 게재되지 않습니다,. MZI의 두 팔은 거의 같은 광학 길이, 건설 및 파괴 간섭으로 인해 스펙트럼 전시 가장자리가있는 경우 프린지 간격은 두 팔 사이에 광학 경로 길이의 차이에 반비례합니다. 참조 팔이 짧은하고 OSA의 가장자리를 관찰하는 지연 단계를 이동 : 그들이 밀도 (sparser)이되면, 참조 팔 샘플 암보다 (더) 짧습니다. 참조 팔이 10 nm의 파장 범위에서 10-5에 대한 가장자리 (그림 10A 참조) 부가 간격에서 샘플 팔과 결과를보다 짧은 있는지 확인하기 위해 지연 단계를 설정합니다. 마지막으로, 최대 지연 시간을 제공하는 장치에서이 최적화를 수행하고 다음 측정을 통해 고정 지연을 유지전체 샘플의. </li><li> 교정 실행 - 아직도 빈 도파관에 정렬하는 동안 OSA에 세 검사를 실행 간섭 스펙트럼과 별도로 두 팔의 각 (다른 팔을 차단하여 얻은)에 대해 하나의 스캔 한 스캔합니다. 0.05-0.1 nm의 해상도를 사용합니다. 각 측정 스펙트럼을 기록합니다. </li><li> 느린 빛 데이터 수집은 - 실행 칩의 각 광자 결정 도파관을위한 단계 4.3 3 개 스펙트럼을 기록합니다. </li><li> 푸리에 데이터 분석 - 간섭 스펙트럼 (interferogram)는 I (ω)는 수학적으로 표현된다 : I (ω) = S (ω) + R (ω) + sqrt [S (ω) R (ω)] {EXP [iΦ (ω) - iωτ] + CC} 어디에서 S (ω)와 R은 (ω) 각각 샘플 및 참조 팔에서 별도로 측정 스펙트럼 밀도입니다. 지연 τ는 참조 팔에 지연 단계의 위치가 설정되어 있습니다. 광자 결정 도파관의 분산에 대한 정보는 단계에 포함되어 있습니다우리가 측정 된 데이터를 추출해야 용어. 빼기 비 방해 만 방해 용어를 분리하기 위해 interferogram에서 배경 S (ω) + R을 (ω).에게 용어 sqrt (SR) EXP [I (Φ-ωτ)]와 복잡한 켤레가 t 중심 봉우리에 해당 = τ와 t =-τ 각각 :. 푸리에 방해 용어 변환을 계산 수치의 두 조건 중 하나를 필터링하고 주파수 도메인으로 변환 할 수 있습니다. ωτ Δτ g, 두 팔 사이의 그룹 지연의 차이를 얻을 ω와 관련하여 발생하는 데이터의 - 위상 Φ을 (ω) 차별화. 그룹 인덱스 N g V g와 = C / V g, 그룹 속도는 주어집니다 : N g = (Δτ g PhC - Δτ g CAL) C / L + N 칼, Δτ g CAL이 FR를 취 보정 데이터에서 얻은 곳톰 빈 도파관, L은 광자 결정 도파관의 길이이며, N 칼 = 2.7 참조 리지 도파관의 효과적인 색인입니다. 설치의 다양한 광학 요소에서 지연에 대한 기여는 보정 실행에 고려되고, 따라서이 단계에서 차감됩니다. </li></ol><ol start="6"><li> 전송 곡선은 - 빈 도파관의에 광자 결정 도파관의 샘플 스펙트럼을 정규화하여 전송 곡선을 계산합니다. </li></ol> 5. 광자 크리스탈 구멍 특성 <ol><li> 설정 - RS에 대한 설정 (그림 14)의 준비에는 다음이 포함됩니다 편광 빔 스플리터에 교환 엘리먼트의 전환, 입력 팔에 polariser를 삽입뿐만 아니라 출력 팔에 분석기, 프로브 암에 거울을 뒤집기 가까운 적외선 소스의 사용을 허용하고, 샘플의 조명을 할 수 있습니다. 축에 45 ° 방향으로 수직으로 샘플을 마운트XYZ는 샘플 초점에 있으며 캐비티대로 그림 15 (왼쪽)에, 카메라와 함께 볼 수 있도록 마이크로 차단 및 마이크로 블록을 조정 구동 차동에 편광판 (그림 18)의. 증폭 자연 방출 (ASE) 소스를 사용하면 캐비티 그림 15 (오른쪽)의 중심으로 빔을 맞 춥니 다. 조명 거울을 멀리 이동하다가 출력 팔이 분광계 (첨부 배열 검출기와 단색화)를 입력 할 수 있습니다. 캐비티 봉우리를 식별하기 위해 해상도를 검토 할 낮은과 광범위한 스캔을 시작합니다. 1 nm의 정밀도와 ASE 스캔 (그림 16A)에서 공명의 광범위한 파장을 가져옵니다. 이주의 조정할 레이저 소스 (TLS) (그림 16b) (: 불필요한 높은 힘을 피하고, 빔 경로 가능한 경우를 커버 눈에 보이지 않는 IR 방사선)와 광범위한 스캔을 취득하는 것도 가능합니다. 하나는 해상도가하기 위해 높은 값으로 설정되어 있는지주의해야합니다모든 피크의 라인 폭을 드셔보세요. </li><li> 확인 봉우리에 고해상도 스캔을 수행 - 입력 암에 TLS를 연결 MW 수준으로 빔을 감쇠. 출력 팔은 광 검출기에 의해 수집 할 수 있도록하고 이전에 발견 공명 파장 중심 2 nm의 범위 1 PM의 해상도로 연속 스윕 검사를 설정하여 고해상도 스캔을 준비. SNR을 최대화 할 때까지 마이크로 블록의 XYZ 위치를 변경하고 다시 실행 검사 :이 단계의 중요성은 Lorentzian 라인 형태 공명을 얻기 위해 목표로 신호 대 잡음 비율 (SNR)를 향상시키는 것입니다 대표 결과 섹션에 표시된 것과 같이 및 라인 형태는, Lorentzian의 가까운 거리에 있습니다. </li></ol>

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	<li>Baba, T., Kawasaki, T., Sasaki, H., Adachi, J., Mori, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Large+delay-bandwidth+product+and+tuning+of+slow+light+pulse+in+photonic+crystal+coupled+waveguide.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tunable+delay+lines+in+silicon+photonics:+coupled+resonators+and+photonic+crystals,+a+comparison.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Large+tunable+fractional+delay+of+slow+light+pulse+and+its+application+to+fast+optical+correlator.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrafast+tunable+optical+delay+line+based+on+indirect+photonic+transitions.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultracompact+and+low-power+optical+switch+based+on+silicon+photonic+crystals.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=10+Gb/s+operation+of+photonic+crystal+silicon+optical+modulators.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrafast+adiabatic+manipulation+of+slow+light+in+a+photonic+crystal.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Slow+light+enhancement+of+nonlinear+effects+in+silicon+engineered+photonic+crystal+waveguides.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=light+emission+in+silicon+through+slow-light+enhanced+third-harmonic+generation+in+photonic-crystal+waveguides.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Four-wave+mixing+in+photonic+crystal+waveguides:+slow+light+enhancement+and+limitations.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stimulated+Raman+scattering+in+silicon+photonic+crystal+waveguides+under+continuous+excitation.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photonic+crystal+nanocavity+laser+with+a+single+quantum+dot+gain.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultralow-threshold+electrically+pumped+quantum-dot+photonic-crystal+nanocavity+laser.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low-power+continuous-wave+generation+of+visible+harmonics+in+silicon+photonic+crystal+nanocavities.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+bistable+switching+action+of+Si+high-Q+photonic-crystal+nanocavities.">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., Vu&#269;kovi&#269;, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tunable-wavelength+second+harmonic+generation+from+GaP+photonic+crystal+cavities+coupled+to+fiber+tapers.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Channel+drop+filters+in+photonic+crystals.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low+power+and+fast+electro-optic+silicon+modulator+with+lateral+p-i-n+embedded+photonic+crystal+nanocavity.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sub-femtojoule+all-optical+switching+using+a+photonic-crystal+nanocavity.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extremely+large+group-velocity+dispersion+of+line-defect+waveguides+in+photonic+crystal+slabs.">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., Houdr&#233;, R., Oesterle, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Finely+resolved+transmission+spectra+and+band+structure+of+two-dimensional+photonic+crystals+using+emission+from+InAs+quantum+dots.">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>Inan&#231; Tarhan, I., Zinkin, M. P., Watson, G. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interferometric+technique+for+the+measurement+of+photonic+band+structure+in+colloidal+crystals.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+measurement+of+refractive-index+dispersion+of+transparent+media+by+white-light+interferometry.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photonic+bands+and+group-velocity+dispersion+in+Si/SiO2+photonic+crystals+from+white-light+interferometry.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Active+control+of+slow+light+on+a+chip+with+photonic+crystal+waveguides.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+measurement+of+the+group+index+of+photonic+crystal+waveguide+via+Fourier+transform+spectral+interferometry.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-Q+photonic+nanocavity+in+a+two-dimensional+photonic+crystal.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Resonant+scattering+and+second-harmonic+spectroscopy+of+planar+photonic+crystal+microcavities.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light+scattering+and+Fano+resonances+in+high-Q+photonic+crystal+nanocavities.">Light scattering and Fano resonances in high-Q photonic crystal nanocavities.</a> Appl. Phys. Lett. 94 (7), 71101 (2009).</li><li>W&#195;est, R., Strasser, P., Jungo, M., Robin, F., Erni, D., J&#252;ckel, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+efficient+proximity-effect+correction+method+for+electron-beam+patterning+of+photonic-crystal+devices.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Theoretical+investigation+of+a+two-dimensional+photonic+crystal+slab+with+truncated+cone+air+holes.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+the+experimental+Q+factors+(~+1+million)+of+photonic+crystal+nanocavities.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Loss+engineered+slow+light+waveguides.">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://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Photonic crystals, molding the flow of light. , (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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Systematic+design+of+flat+band+slow+light+in+photonic+crystal+waveguides.">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/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fourier-transform+method+of+fringe-pattern+analysis+for+computer-based+topography+and+interferometry.">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>

관심 없음 충돌이 선언 없습니다.

샘플 제조 전자 - 빔 (예 : ZEP 520A) 저항 우리의 선택은 동시에 고해상도 및 에칭 저항 때문입니다. 우리는 ZEP의 520A는 오버 헤드 연구소 등으로부터 방출 된 UV 빛에 의해 영향을받을 수 있습니다 생각, 같은 우리가 한 실험실에서 다른로 이동하는 동안 UV 불투명 한 용기에 스핀 코팅 샘플을 놓는 것이 좋습니다. 이 샘플 단계로 인해이며, 진공 챔버 없...

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Name </td>
			<td>Company </td>
			<td>Catalogue number </td>
			<td>Comments (optional) </td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetone</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>A/0520/17</td>
			<td>CAUTION: flammable, use good ventilation and avoid all ignition sources.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isopropanol</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>P/7500/15</td>
			<td>CAUTION: flammable, use good ventilation and avoid all ignition sources.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electron Beam resist</td>
			<td>Marubeni Europe plc.</td>
			<td>ZEP520A</td>
			<td>CAUTION: flammable, harmful by inhalation, avoid contact with skin and eyes.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xylene</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>X/0100/17</td>
			<td>CAUTION: flammable and highly toxic, use good ventilation, avoid all ignition sources, avoid contact with skin and eyes.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microposit S1818 G2</td>
			<td>Chestech Ltd.</td>
			<td>10277866</td>
			<td>CAUTION: flammable and causes irritation to eyes, nose and respiratory tract.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microposit Developer MF-319</td>
			<td>Chestech Ltd.</td>
			<td>10058721</td>
			<td>CAUTION: alkaline liquid and can cause irritation to eyes, nose and respiratory tract.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrofluoric Acid</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>22333-5000</td>
			<td>CAUTION: extremely corrosive, readily destroys tissue; handle with full personal protective equipment rated for HF.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microposit 1165 Remover</td>
			<td>Chestech Ltd.</td>
			<td>10058734</td>
			<td>CAUTION: flammable and causes irritation to eyes, nose and respiratory tract.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sulphuric Acid</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>S/9120/PB17</td>
			<td>CAUTION: corrosive and very toxic; handle with personal protective equipment and avoid inhalation of vapours or mists.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrogen Peroxide</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BPE2633-500</td>
			<td>CAUTION: very hazardous in case of skin and eye contact; handle with personal protective equipment.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>&nbsp;</td>
			<td>Equipment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silicon-on-Insulator wafer</td>
			<td>Soitec</td>
			<td>G8P-110-01</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Diamond Scribe</td>
			<td>J &amp; M Diamond Tool Inc.</td>
			<td>HS-415</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope slides</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>FB58622</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Beakers</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>FB33109</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tweezers</td>
			<td>SPI Supplies</td>
			<td>PT006-AB</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasonic Bath</td>
			<td>Camlab</td>
			<td>1161436</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spin-Coater</td>
			<td>Electronic Micro Systems Ltd.</td>
			<td>EMS 4000</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pipette</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>FB55343</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>E-beam Lithography System</td>
			<td>Raith Gmbh</td>
			<td>Raith 150</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Reactive Ion Etching System</td>
			<td>Proprietary In-house Designed</td>
			<td>--</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UV Mask Aligner</td>
			<td>Karl Suss</td>
			<td>MJB-3</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ASE source</td>
			<td>Amonics</td>
			<td>ALS-CL-15-B-FA</td>
			<td>CAUTION: invisible IR radiation.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Single mode fibers</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>P1-SMF28E-FC-2</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3 dB fiber splitters</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>C-WD-AL-50-H-2210-35-FC/FC</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aspheric lenses</td>
			<td>New Focus</td>
			<td>5720-C</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>XYZ stages</td>
			<td>Melles Griot</td>
			<td>17AMB003/MD</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polarizing beamsplitter cube</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>PBS104</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IR detector</td>
			<td>New Focus</td>
			<td>2033</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>100&times; Objective</td>
			<td>Nikon</td>
			<td>BD Plan 100x</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oscilloscope</td>
			<td>Tektronix</td>
			<td>TDS1001B</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Optical Spectrum Analyzer</td>
			<td>Advantest</td>
			<td>Q8384</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IR sensor card</td>
			<td>Newport</td>
			<td>F-IRC2</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TLS source</td>
			<td>Agilent</td>
			<td>81940A</td>
			<td>CAUTION: invisible IR radiation.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IR Camera</td>
			<td>Electrophysics</td>
			<td>7290A</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IR Detector</td>
			<td>New Focus</td>
			<td>2153</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digital Multimeter</td>
			<td>Agilent</td>
			<td>34401A</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Illumination</td>
			<td>Stocker Yale</td>
			<td>Lite Mite</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Monochromator</td>
			<td>Spectral Products</td>
			<td>DK480</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Array Detector</td>
			<td>Andor</td>
			<td>DU490A-1.7</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GIF Fiber</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>31L02</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

fabrication and characterization of photonic crystal slow light waveguides and cavities

느린 빛은보기의 기본 시점에서하고 실용적인 응용 프로그램을위한 상당한 잠재력이 모두에 큰 관심을 생성, 지난 10 년 동안 포토닉스 커뮤니티에서 뜨거운 주제 중 하나입니다. 느린 빛을 광자 크리스탈 waveguides는 특히 주요 부분을 연주하고 성공적으로 광 신호를 1-4 지연 고용하고 있으며 모두 선형 5-7과 비선형 장치의 강화. 8-11 광자 크리스탈 충치가 느린 빛 waveguides의와 유사한 효과를 얻을 수 있지만, 밴드 폭 감소 이상. 이러한 충치는 광학 12의 실현을 위해, 높은 Q-factor/volume 비율을 제공하며, 전기적으로 13 초저 임계 레이저와 비선형 효과의 향상을 펌프. 14-16을 또한 수동 필터 17 변조기 18-19 입증 된을 매우 좁은 라인 폭, 높은 자유 스펙트럼 R을 전시낮은 에너지 소비의 엔지 및 레코드 값입니다. 이러한 흥미로운 결과를 달성하기 위해 강력한 반복적 인 제조 프로토콜 개발해야합니다. 이 논문에서 우리는 광자 크리스탈 패턴의 정의에 대해 전자 - 빔 리소그래피 직원을 고용하고 있으며 습식 및 건식 에칭 기술을 사용하여 우리의 제조 프로토콜에서 심층적 인을 살펴보십시오. 수직으로 고생하지 않는 광자 결정에서의 최적화 된 제조 레시피 결과는 비대칭와 아주 좋은 가장자리 벽 거칠기를 나타냅니다. 우리는 유사한 문제를 파악하고 제거하기 위해 촬영 할 수있는 진단 경로로 이어지는, 에칭 매개 변수와 그 장치에 미칠 수있는 해로운 효과를 다양한 결과를 논의합니다. 느린 빛 waveguides을 평가하기위한 핵심은 전송 및 그룹 인덱스 스펙트럼의 수동적 특성입니다. 다양한 방법 특히 전송 스펙트럼 20-21의 파브리 · 페로 가장자리를 해결,보고되었습니다D 간섭 기술. 여기 22-25, 우리는 푸리에 변환 분석과 스펙트럼 간섭 측정법을 결합 직접, 광대역 측정 기술을 설명합니다. 우리가 액세스 waveguides와 노출 된 광자 크리스탈을 특징 수 있기 때문에 26 우리의 방법은 그 단순성과 능력에 띄는 필요없이 온칩 간섭 구성 요소 및 설치에 대해서만 부품 및 지연 검사를 이동 필요가 없습니다, 마하 - Zehnder 간섭계로 구성되어 있습니다. 언제 특성화 광자 크리스탈 충치, 직접 캐비티 자체의 성능에 구멍 27 미치는 영향에 연결된 내부 소스 21 외부 waveguides을 포함한 기술,이를 왜곡 측정. 여기, 우리는 간 양극화 프로브 빔의 사용을하고 프로브가 비행기 -의 목적을 통해 캐비티로 연결된다 공진 산란 (RS)로 알려져 소설 및 비 관입 기법을 설명합니다. 이 기술은 먼저 demonstra했습니다테드 McCutcheon 외. (28)에 의해 추가로 Galli 외에 의해 개발. 29

Fabricated samples
Figure 1 shows a scanning electron microscope (SEM) image of an exposed and developed pattern in electron beam resist - it is evident from the "clean" edge between the resist and the silicon substrate that complete exposure/development has been accomplished. Exposure of dose test patterns, consisting of simple repeated shapes (in our case 50 &times; 50 &mu;m squares), each with a differing base dose, are used to determine the correct dose factor and developmen...

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Fabrication And Characterization Of Photonic Crystal Slow Light Waveguides And Cavities

광자 크리스탈 느린 빛 waveguides와 충치의 사용하는 것은 널리 많은 서로 다른 응용 프로그램에서 포토닉스 커뮤니티에 의해 채택되었습니다. 이러한 장치의 따라서 제조 및 특성 좋은 관심입니다. 간섭 (waveguides)와 공진 산란 (충치) :이 논문은 즉 우리의 제조 기술과 두 광 특성화 방법을 설명합니다.

광자 크리스탈 느린 경 Waveguides 그리고 안의 공간의 제조 및 특성

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-characterization-photonic-crystal-slow-light-waveguides

Research

JoVE Journal

Engineering

18.8K 조회수.  University of St Andrews. 광자 크리스탈 느린 빛 waveguides와 충치의 사용하는 것은 널리 많은 서로 다른 응용 프로그램에서 포토닉스 커뮤니티에 의해 채택되었습니다. 이러한 장치의 따라서 제조 및 특성 좋은 관심입니다. 간섭 (waveguides)와 공진 산란 (충치) :이 논문은 즉 우리의 제조 기술과 두 광 특성화 방법을 설명합니다.

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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.

THz Metamaterial Absorbers 시뮬레이션, 제조 및 특성

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

연구

공학

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

In this video article we present a detailed demonstration of a highly efficient method for generating terahertz waves. Our technique is based on photoconduction, which has been one of the most commonly used techniques for terahertz generation 1-8. Terahertz generation in a photoconductive emitter is achieved by pumping an ultrafast photoconductor with a pulsed or heterodyned laser illumination. The induced photocurrent, which follows the envelope of the pump laser, is routed to a terahertz radiating antenna connected to the photoconductor contact electrodes to generate terahertz radiation. Although the quantum efficiency of a photoconductive emitter can theoretically reach 100%, the relatively long transport path lengths of photo-generated carriers to the contact electrodes of conventional photoconductors have severely limited their quantum efficiency. Additionally, the carrier screening effect and thermal breakdown strictly limit the maximum output power of conventional photoconductive terahertz sources. To address the quantum efficiency limitations of conventional photoconductive terahertz emitters, we have developed a new photoconductive emitter concept which incorporates a plasmonic contact electrode configuration to offer high quantum-efficiency and ultrafast operation simultaneously. By using nano-scale plasmonic contact electrodes, we significantly reduce the average photo-generated carrier transport path to photoconductor contact electrodes compared to conventional photoconductors 9. Our method also allows increasing photoconductor active area without a considerable increase in the capacitive loading to the antenna, boosting the maximum terahertz radiation power by preventing the carrier screening effect and thermal breakdown at high optical pump powers. By incorporating plasmonic contact electrodes, we demonstrate enhancing the optical-to-terahertz power conversion efficiency of a conventional photoconductive terahertz emitter by a factor of 50 10.

We describe methods for the design, fabrication, and experimental characterization of plasmonic photoconductive emitters, which offer two orders of magnitude higher terahertz power levels compared to conventional photoconductive emitters.

Plasmonic의 광전 테라 헤르츠 터의 설계, 제작 및 실험 특성

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

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.

빛의 통과 앤더슨 현지화 무질서 폴리머 광섬유의 제조 및 특성

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

Fabrication of Uniform Nanoscale Cavities via Silicon Direct Wafer Bonding

Measurements of the heat capacity and superfluid fraction of confined 4He have been performed near the lambda transition using lithographically patterned and bonded silicon wafers. Unlike confinements in porous materials often used for these types of experiments3, bonded wafers provide predesigned uniform spaces for confinement. The geometry of each cell is well known, which removes a large source of ambiguity in the interpretation of data.
Exceptionally flat, 5 cm diameter, 375 &#181;m thick Si wafers with about 1 &#181;m variation over the entire wafer can be obtained commercially (from Semiconductor Processing Company, for example). Thermal oxide is grown on the wafers to define the confinement dimension in the z-direction. A pattern is then etched in the oxide using lithographic techniques so as to create a desired enclosure upon bonding. A hole is drilled in one of the wafers (the top) to allow for the introduction of the liquid to be measured. The wafers are cleaned2 in RCA solutions and then put in a microclean chamber where they are rinsed with deionized water4. The wafers are bonded at RT and then annealed at ~1,100 &#176;C. This forms a strong and permanent bond. This process can be used to make uniform enclosures for measuring thermal and hydrodynamic properties of confined liquids from the nanometer to the micrometer scale.

A method for permanently bonding two silicon wafers so as to realize a uniform enclosure is described. This includes wafer preparation, cleaning, RT bonding, and annealing processes. The resulting bonded wafers (cells) have uniformity of enclosure ~1%1,2. The resulting geometry allows for measurements of confined liquids and gasses.

실리콘 다이렉트 웨이퍼 본딩을 통한 균일한 나노스케일 캐비티 제조

Measurements of the heat capacity and superfluid fraction of confined 4He have been performed near the lambda transition using lithographically patterned ...

Using Microwave and Macroscopic Samples of Dielectric Solids to Study the Photonic Properties of Disordered Photonic Bandgap Materials

Recently, disordered photonic materials have been suggested as an alternative to periodic crystals for the formation of a complete photonic bandgap (PBG). In this article we will describe the methods for constructing and characterizing macroscopic disordered photonic structures using microwaves. The microwave regime offers the most convenient experimental sample size to build and test PBG media. Easily manipulated dielectric lattice components extend flexibility in building various 2D structures on top of pre-printed plastic templates. Once built, the structures could be quickly modified with point and line defects to make freeform waveguides and filters. Testing is done using a widely available Vector Network Analyzer and pairs of microwave horn antennas. Due to the scale invariance property of electromagnetic fields, the results we obtained in the microwave region can be directly applied to infrared and optical regions. Our approach is simple but delivers exciting new insight into the nature of light and disordered matter interaction.

Our representative results include the first experimental demonstration of the existence of a complete and isotropic PBG in a two-dimensional (2D) hyperuniform disordered dielectric structure. Additionally we demonstrate experimentally the ability of this novel photonic structure to guide electromagnetic waves (EM) through freeform waveguides of arbitrary shape.

Disordered structures offer new mechanisms for forming photonic bandgaps and unprecedented freedom in functional-defect designs. To circumvent the computational challenges of disordered systems, we construct modular macroscopic samples of the new class of PBG materials and use microwaves to characterize their scale-invariant photonic properties, in an easy and inexpensive manner.

무질서 광 밴드 갭 (photonic bandgap) 재료의 광자 속성을 연구에 전자 레인지 및 유전체 고체의 육안 샘플을 사용하여

Recently, disordered photonic materials have been suggested as an alternative to periodic crystals for the formation of a complete photonic bandgap (PBG). ...

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.

광학 가포 전환을 통해 패터닝 - 제조 및 특성

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.

벌크 이종 접합 태양 전지의 인쇄 제작 및<em&gt; 현장에서</em&gt; 형태학 특성

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.

자유 형식 등 엑츄에이터 - 현미경 규모의 제조 및 개폐 제어

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.

초전도 공진기의 제조 및 특성

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

Fabrication of White Light-emitting Electrochemical Cells with Stable Emission from Exciplexes

The authors present an approach for fabricating stable white light emission from polymer light-emitting electrochemical cells (PLECs) having an active layer which consists of blue-fluorescent poly(9,9-di-n-dodecylfluorenyl-2,7-diyl) (PFD) and &#960;-conjugated triphenylamine molecules. This white light emission originates from exciplexes formed between PFD and amines in electronically excited states. A device containing PFD, 4,4&#39;,4&#39;&#39;-tris[2-naphthyl(phenyl)amino]triphenylamine (2-TNATA), Poly(ethylene oxide) and K2CF3SO3 showed white light emission with Commission internationale de l&#39;&#233;clairage (CIE) coordinates of (0.33, 0.43) and a Color Rendering Index (CRI) of Ra = 73 at an applied voltage of 3.5 V. Constant voltage measurements showed that the CIE coordinates of (0.27, 0.37), Ra of 67, and the emission color observed immediately after application of a voltage of 5 V were nearly unchanged and stable after 300 sec.

The authors present a method for fabricating stable white-light-emitting electrochemical cells utilizing emission from exciplexes formed between a blue-emitting fluorene polymer and aromatic amines.

화이트의 제작 Exciplexes에서 안정 방출과 전기 화학 셀 라이트 발광

The authors present an approach for fabricating stable white light emission from polymer light-emitting electrochemical cells (PLECs) having an active ...