Yazarlar minnetle RS tekniği ve ölçümlerin uygulanması ile ilgili faydalı tartışmalar için Pavia Üniversitesi&#39;nden Dr Matteo Galli, Dr Simone L. Portalupi ve Prof Lucio C. Andreani kabul ediyorsunuz.

Yasal Uyarı: Aşağıdaki protokol fotonik kristal dalga kılavuzları ve kaviteler için üretim ve karakterizasyon teknikleri kapsayan genel bir süreç akışı sağlar. Süreç akış laboratuarda bulunan özel ekipman için optimize edilir, ve diğer reaktifler veya donanım kullanıldığında, parametreler değişebilir. 1. Örnek Hazırlanması <ol><li> Örnek yarma - silikon üzerinde yalıtkan (SOI) gofret almak ve silikon yüzeyin kenarından yaklaşık 1-2 mm uzunluğunda bir çizgi sıfırdan bir elmas çizici kullanın, sıfırdan gofret kenarından dışarı taşar sağlanması. Düz kenarına sıfırdan hizalayın (örneğin bir mikroskop lamı o) ve sıfırdan her iki hatta pozitif basınç uygulayın: sıfırdan yerde kristal düzlemi boyunca gofret olacak bölmek. Tüm yonga tanımlamak için bu işlemi tekrarlayın. </li><li> Örnek Temizleme - DİKKAT aseton içine yerleştirin örnek cımbız bir usingnd 1-2 dakika boyunca ultrasonik banyoda temizleyin. Asetondan örnek çıkarın; DİKKAT izopropanol (30 sn) (aseton ve izopropanol hem yanıcı şunlardır: iyi havalandırma kullanın ve tüm ateşleme kaynaklarından kaçının) kullanarak örnek kalan aseton durulayın. Temiz ve kuru bir azot tabancası kullanarak örnek kurulayın. </li><li> Karşı Spin - Spin-lak üzerine örnek yerleştirin. Hassas Pipet elektron numune üzerine DİKKAT ZEP520A (ZEP520A yanıcı, cilt ve göz ile inhalasyon ve temas yoluyla zararlı kaçınılmalıdır) karşı - kenar üzerinde akan direnme olmadan numuneyi tamamen kapsayacak karşı yeterince kullanamaz. Bir yak vermek amacıyla örnek Spin. 10 dakika boyunca 180 ° C&#39;de bir hotplate üzerinde 350 nm kalınlığında film ve fırında. Biz (daha sonra bakın) çözünürlük ve aşındırma direnci dengeler optimum kalınlığı olması bu kalınlık bulundu. </li></ol> 2. Desen Tanımı <ol><li> Tasarım - uygun bir yazılım kullanarak, gerekli fotonik kristal deseni taklit. Bir uyuşmuşkullanışlı yazılım paketleri er dahil mevcuttur ancak bunlarla sınırlı değildir:, Fotonik Aralığı (MPB) MIT Tam dalga (RSoft), MIT Elektromanyetik Denklem Yayılımı (MEEP). </li><li> Desen Nesil - uygun bir yazılım kullanarak pozlama dosyaları (genel gds formatında) ve yakınlık hata doğru oluşturmak 30. </li><li> Pattern Pozlama - elektron demeti litografi sistemi (LEO 1530 / Raith Elphy) ve odasına örnek yüklemek ve aşağı pompalayınız. Bir kere vakum elde edilmiştir, EHT beslemesini açın ve 30 kV ayarlanır. Örnek, sahne ve oda bir denge sıcaklığına ulaşmasını sağlamak için 1 saat boyunca bu devlet sistemini bırakın. Belirli elektron demeti litografi sisteminin kullanım kılavuzunda belirtildiği gibi maruz Set-up. Uygun bir temel adım boyutu (örneğin 2 nm) (Bu sistemin maruz olabileceği minimum piksel boyutu olan), en az 1 ms yerleşme zamanı (kullanarak örnek Açığa Bu sistemin ışın hareketli ve teşhir arasında bekleyeceği zamanı olmakdesenin belirli bir bölümü) ve 55 μAcm -2 bir alan doz. </li><li> Örnek Geliştirme - 23 sıcaklıkta DİKKAT Ksilen (Ksilen Tutuşturucu kaynaklardan iyi havalandırılan bir alanda yanıcı ve son derece toksik iş hem cilt ve gözlerle temasından kaçının) kullanarak ° C 45 sn için örnek geliştirmek. Izopropanol içinde durulayın. </li></ol> 3. Patten Transferi <ol><li> RIE Odası Temizleme - akış argon oranları ve 200 sccm hidrojen ayarlayın. 1 oda basıncı × 10 -1 mBar elde etmek için, bir kelebek valfi ile, pompa aşağı Kelebek. RF güç 100 W olarak ayarlayın, plazma tutuşturmak ve en az 10 dakika çalıştırın - yaklaşık 700 V uyulmalıdır bir DC bias. Ar / H 2 plazma kapatıldıktan sonra, odasında yaklaşık 1 dakika boyunca pompalamak için izin verir. 200 sccm için odasına oksijen akış hızı ayarlayın ve tekrar 1 × 10 -1 mBar için oda basıncı kısmak. Ikinci bir plazma Ignite100 W bir enerji ile oksijen ve 5 dakika boyunca çalışır. Bu girişimlerden sonra, odasının herhangi bir önceki kuru etch gelen, örneğin polimer artıkları gibi kirleticiler, ücretsiz olacak. Biz maksimum tekrarlanabilirlik sağlamak için etch tarifi her değişiklikten önce bu yordamı gerçekleştirin. Bu prosedür bir paralel plakalı, katot yüklenen, RIE oluşan sistemimiz için optimize edilmiştir; kısıtlama vanası ve bağlı turbo moleküler pompa hem bir 12 inç noktası dahil yüksekliği 14 inç tarafından çapında bir ana odası 12 inç. </li><li> Fotonik Kristal Dağlama - RIE ana odasına örnek yüklemek ve aşağı × 10 -6 mBar odasına su buharı sağlamak için ücretsiz &lt;3 bir arka plan basınç pompası sistemi. Ön şartlandırma ile aşındırma gazlar (yani CHF 3 ve SF 6) ile odanın etch başlayın: 100 sccm (yani 1:1 gaz oranını ayarlamak) her iki gazların akış hızını ayarlamak ve gaz kullanarak odasına getirmek 5 × 10 basınç <s&gt; -2 mBar kadar; gazlar en az 10 dakika boyunca akmasına izin verir. O bir oda basıncı sağlarken, yaklaşık 2 dak (bu etch parametreler için silikon etch oranı yaklaşık 150 nm / dak) için etch örnek; pre-condition sonra, yaklaşık 20 W RF gücü ayarlayın ve plazma tutuşturmak 5 x 10 -2 mBar korunur. 200-220 V arasındaki DC bias dağlama süresi boyunca elde edilmelidir. </li><li> Kalan kaldırmak Temizleme örnek elektron duyarlı direnç - kuru dağlama sonra, aseton, ardından 1-2 dakika süreyle ultrasonik karıştırma DİKKAT 1165 Remover (1165 yanıcı ve gözlerde tahrişe neden olabilir, burun ve solunum yollarında) durulayarak örnek temizleyin ve izopropanol gibi (adım 1.2) yukarıda açıklanan. </li><li> Membran İzolasyon - spin-kat UV duyarlı fotoğrafı ile örnek DİKKAT Microposit S1818 G2 (S1818 G2, burun ve solunum yollarında yanıcı hem de ve gözlerde tahrişe neden olur) (adım 1.3) karşı. Bir appropriat kullanmae Fotoşablonlarda, UV maske hizalama kullanarak fotonik kristal desenler yukarıda direnmeye içinde pencereleri tanımlayabilecek. Yaklaşık 30-45 sn örnek Açığa. Develop 30-45 sn Microposit Geliştirici MF-319 (MF-319, bir alkalin sıvı ve gözlerde tahrişe, burun ve solunum yollarında tahrişe yol olabilir), de-iyonize su daha sonra durulama DİKKAT direnirler. De-iyonize DİKKAT 01:05 Hidroflorik asit (1,1499 g / ml 48-51% HF) (taşıma HF puan tam kişisel koruyucu ekipman kullanımı sırasında HF son derece korozif ve kolayca doku yok) bir karışımı ile bir plastik beher hazırlayın su. Güvenlik nedenlerinden dolayı sadece plastik bardak ve cımbız Hidroflorik asit ile kullanılması gerektiğini unutmayın. 15 dakika için Hidroflorik asit karışımı içinde daldırın örnek. Aşındırma sonra, de-iyonize su ile iyice örnek yıkayın. Bu aşamadan itibaren ve sonrasında ultrasonik ajitasyon kullanılamaz - Kalan aseton ve izopropanol (adım 1.2) kullanarak fotoresist çıkarın. Örnek sağlamak içinmümkün olduğu kadar temiz olduğu, bir DİKKAT Piranha çözüm (Piranha çözüm patlayıcı, çok enerjik ve işleme tam kişisel koruyucu ekipman kullanın, organik maddeler saldırır) (3:1 DİKKAT sülfürik asit (sülfürik durulama ile aseton ve izopropanol yıkama izleyin elleçleme kişisel koruyucu ekipman kullanımı ve buhar veya buğu solunması zaman asit 5 dakika (hidrojen peroksit kullanımı kişisel koruyucu ekipman kullanımı cilt ve göz ile teması halinde,) çok tehlikelidir) hidrojen peroksit DİKKAT için), aşındırıcı ve çok toksiktir , daha sonra deiyonize su, aseton ve izopropanol içinde örnek durulama. Güvenlik nedeniyle sadece cam beher ve metal cımbız Piranha çözeltisi ile kullanılması gerektiğini not edin. Piranha çözelti aseton veya izopropanol ile temas patlayabilir gibi, bu reaktifler uzağa ele alınmalıdır. </li><li> Façeta yarma - bir fotonik kristal yavaş ışık dalga kılavuzu hazırlanması halinde, numune yüzü yarma gerektirir. Cleave saAdım 1.1 &#39;de tarif edildiği gibi mümkün olduğu kadar küçük bir çizik haricinde aynı prosedür izlenerek mple kullanılmalıdır. ~ 700 mikron kalınlığında substrat ile bir SOI çip güvenilir 4-5 mm uzunluğunda numuneler aşağı parçalanabilen. </li></ol> 4. Fotonik Kristal Yavaş ışık Waveguide Karakterizasyonu <ol><li> 3 dB fiber splitter ve çıkışların her kullanın: - kurulum ön hazırlığı spontane emisyon (ASE) ışık kaynağı (ışın yolu mümkünse kapağı, gereksiz yüksek güçler önlemek görünmez kızılötesi radyasyon) güçlendirilmiş bir DİKKAT genişbant çıkışını Şekil 9&#39;da gösterilen bir serbest alan Mach-Zehnder interferometeter (MZI), iki kolu içine birkaç ışık. Elyaflardan ışık çıkışı paralelleştirmek asferik lensler kullanın. Interferometrenin silah birinde, çift ve örnek çip dışarı ışık demeti için iki ek asferik lens kullanabilirsiniz. TE-Polarize aydınlatabiliriz için örnek kolunda bir polarizasyon ışın ayırıcı (PBS) yerleştirint örnek girerken. Onlar tekrar birleşecek ikinci bir 3 dB fiber splitter, geri her iki koldan çift paralelleştirilmiş çıkış kirişler asferik lensler kullanın. Kızılötesi dedektör çıkışlarından birine bağlayın ve numune içine ışık kavrama maksimize etmek dedektörün okuma kullanmak; optik spektrum analizör (OSA) diğer çıkış bağlayın. MZI iki kolu içinde, lifler, aynı nominal uzunluğu ve izin verecek şekilde kol referans olarak ayarlanabilir bir gecikme aşaması bulunduğundan emin olun: Örnek varlığında zaman MZI iki kolu yaklaşık olarak aynı uzunlukta olması gerekir optik uzunluğu ince ayarı için. Örnek kolda, numune içine iyi kavrama elde etmek xyz hassas aşamalarında üzerine asferik lensleri. </li><li> Referans kol uzunluğu ayarlayın - çift ışın boş (fotonik kristal olmaksızın) sırt dalga wi (aynı türden erişim bu fotonik kristaller içindeki besleme ışığı dalga kılavuzları gibi)Örnek kolunda aynı çip inceltmek. OSA üzerine sürekli bir tarama çalıştırın ve ölçülen dalgaboyu spektrumu görüyoruz. MZI kolları çok farklı optik uzunlukları (&gt; ~ cm) varsa bu saçaklar görünmez;. MZI iki kolu yaklaşık aynı optik uzunlukta, yapıcı ve yıkıcı girişim nedeniyle spektrumları sergi saçaklar varsa Saçak aralığı iki kol arasındaki optik yol uzunluğu farkı ile ters orantılıdır. Referans kol kısa yapmak ve OSA saçaklar gözlemlemek için gecikme sahne taşıyın: onlar daha yoğun (sparser) olursam, referans koldaki örneklem koluna nazaran (artık) daha kısadır. Referans bir kol 10 nm dalga boyu aralığı içinde yaklaşık 5 ila 10 saçaklar (Şekil 10a bakınız) saçak aralık içinde örnek kol ve sonuçlar daha kısa olduğundan emin olmak için gecikme aşaması ayarlayın. Son olarak, en büyük gecikme sağlayan cihaz bu optimizasyonu ve sonra ölçüm boyunca sabit tutmak gecikmetüm örneklemin. </li><li> Kalibrasyon çalıştırmak - hala boş dalga üzerine hizalanmış ise, OSA üzerine üç taramaları çalıştırın: girişim spektrumu ve ayrı iki kolun her (diğer kolu bloke ederek elde edilen) bir tarama için bir tarama. 0.05-0.1 nm çözünürlük kullanın. Her ölçülen spektrum kaydedin. </li><li> Yavaş ışık veri toplama - çalıştırın ve çip üzerindeki her fotonik kristal dalga kılavuzu için adım 4.3 olarak üç spektrumları kaydedebilirsiniz. </li><li> Fourier veri analizi - girişim spektrumu (interferogram) I (ω) matematiksel ifade edilir: I (ω) = S (ω) + R (ω) + sqrt [S (ω) R (ω)] {exp [iΦ (ω) - iωτ] + cc}, nerede S (ω) ve R (ω) sırasıyla örnek ve referans silah ayrı ölçülen spektral yoğunluğu vardır. Bu gecikme, τ referans kol gecikme aşaması pozisyon ile ayarlanır. Fotonik kristal dalga kılavuzu dispersiyonu bilgi aşama içerdiğiBiz ölçülen veri ayıklamak gerekir terim. Çıkart dışı müdahale sadece müdahale vadeli yalıtmak için interferogram arka plan S (ω) + R (ω). Terimi sqrt (SR) exp [i (Φ-ωτ)] ve karmaşık eşlenik t merkezli doruklarına karşılık = τ ve t =-τ sırasıyla:. Fourier müdahale süresinin dönüşümü hesaplayın Sayısal iki terimlerden biridir filtreleme ve frekans geri dönüşümü. Ωτ Δτ g, iki kolu arasındaki grup gecikmesi de fark elde etmek için ω ile ilgili olarak elde edilen verilerin - faz Φ (ω) ayırt edebilecektir. Grup indeksi n g v g = c / v g, grup hızı, ile verilir: n g = (Δτ g PhC - Δτ g cal) c / L + n cal, Δτ g cal fr alınan kalibrasyon verilerini elde neredeom boş dalga, L fotonik kristal dalga boyu ve n cal = 2.7 Referans sırtın dalga etkili endeksidir. Kurulum çeşitli optik elementlerden gecikme katkısı kalibrasyon vadede dikkate alınır ve bu nedenle bu adımda çıkarılır. </li></ol><ol start="6"><li> İletim eğrisi - boş dalga bu bir fotonik kristal dalga kılavuzu örnek spektrumu normalleştirerek iletim eğriyi hesaplayabilir. </li></ol> 5. Fotonik Kristal Boşluk Karakterizasyonu <ol><li> Ayar - RS için setup (Şekil 14) hazırlanması içerir: polarizasyon ışın ayırıcı ile değiştirilebilir elemanının anahtarlama; giriş kolunda bir polarize ekleme hem de çıkış kol içinde bir analizör; sonda kol içine bir ayna çevirmek bir yakın kızılötesi kaynak kullanımına izin vermek; numune aydınlatma sağlar. Eksenine 45 ° yönlendirme ile dikey örnek montexyz örnek odaklanma olduğunu ve bir boşluk olarak Şekil 15 (solda), kamera ile görülebilir, böylece mikro engellemek ve mikro-blok ayarlamak tahrikli diferansiyel üzerindeki polarize (Şekil 18). Güçlendirilmiş bir spontan emisyon (ASE) kaynağı, kullanma boşluğu Şekil 15 (sağda) merkezi ile ışını hizalamak. Aydınlatma ayna uzaklıkta ters çevirin ve çıkış kolu spektrometre (ekli array dedektörü ile monokromatör) girmek için izin verir. Kavite zirveleri belirlemek için çözünürlük orta düşük olan geniş bir tarama başlatın. 1 nm doğrulukla ASE tarama (Şekil 16a) içinde rezonans iri dalga edinin. Bu DİKKAT ayarlanabilir lazer kaynağı (TLS) (Şekil 16b) (: Gereksiz yüksek güçler kaçınmak, ışın yolu mümkünse kapağı görünmez kızılötesi radyasyon) ile geniş bir tarama elde etmek de mümkündür. Bir çözüm için en yüksek değere ayarlanmış olduğundan dikkatli olmak zorundadırHer tepe çizgi genişlikleri tadabilirsiniz. </li><li> Belirlenen tepe üzerinde yüksek çözünürlüklü taramalar gerçekleştirin - giriş koluna TLS bağlanmak ve mW seviyeye ışını zayıflatabilir. Çıkış kolu fotodetektör tarafından toplanan izin veren ve daha önceden bulunmuş rezonans dalga merkezlenmiş 2 nm aralığında 1 pm çözünürlüğe sahip sürekli bir tarama tarama kurarak yüksek çözünürlüklü tarama için hazırlayın. SNR maksimize kadar mikro-blok xyz konumunu değiştirmek ve yeniden çalıştırın tarama: Bu adımın önemini bir Lorentz çizgi şekli rezonans elde etmek amacı ile sinyal-gürültü oranı (SNR) iyileştirmektir temsilci sonuç bölümünde gösterilen ve hat-şekli, bir Lorentzian bu bulunur. </li></ol>

<ol>
	<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>

Çıkar çatışması ilan etti.

Örnek fabrikasyon Elektron ışını (yani ZEP 520A) karşı Bizim seçimi onun aynı zamanda yüksek çözünürlük ve aşındırma direnci nedeniyle. Biz ZEP 520A havai laboratuar ışıkları yayılan UV ışığı tarafından etkilenebilir inanıyorum; gibi biz bir laboratuar diğerine taşırken UV opak kaplarda spin kaplama örnekleri yerleştirmenizi öneririz. Bu örnek sahne nedeniyle ve vakum odasında değil - fotonik kristal desenini tanımlay...

<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

Yavaş ışık görüş temel bir noktadan ve pratik uygulamalara yönelik önemli bir potansiyel için hem büyük ilgi üreten, son on yılda fotonik toplumda sıcak konulardan biri olmuştur. Yavaş ışık fotonik kristal dalga kılavuzu, özellikle, önemli bir rol oynamış ve başarılı optik sinyaller 1-4 geciktirmek için istihdam edilmiş ve hem lineer 5-7 ve doğrusal olmayan cihazların geliştirme. 8-11 Fotonik kristal boşlukları yavaş ışığın dalga kılavuzları ile benzer etkiler elde, ama bant genişliği azaltılmış üzerinde. Bu boşluklar optik 12 gerçekleştirilmesi için, yüksek Q-factor/volume oranı sunan ve elektrikle 13 ultra düşük eşik lazerler ve doğrusal olmayan etkiler geliştirme pompalanır. 14-16 Ayrıca, pasif filtreler 17 ve modülatörler 18-19 ortaya konmuştur, ultra-ince bir çizgi genişliği, yüksek serbest spektral r sergileyendüşük enerji tüketimi ange ve kayıt değerleri. Bu heyecan verici sonuçlar elde etmek için, sağlam bir tekrarlanabilir üretim protokolü geliştirildi gerekir. Bu yazıda fotonik kristal desenler tanımı için elektron demeti litografi istihdam ve ıslak ve kuru aşındırma teknikleri kullanır bizim imalat protokolü de derinlemesine bir göz atın. Dikey muzdarip yok fotonik kristaller Bizim optimize üretim tarifi sonuçlar asimetri ve çok iyi kenar duvar pürüzlülüğü sergilerler. Biz benzer sorunları belirlemek ve ortadan kaldırmak için alınabilecek bir tanı rota yol aşındırma parametreleri ve bir aygıt üzerinde sahip olabileceği olumsuz etkileri değişen sonuçlarını tartışmak. Yavaş ışık dalga kılavuzları değerlendirmek için anahtar iletim ve grup indeksi spektrumlarının pasif karakterizasyonu. Çeşitli yöntemler, özellikle en fazla bir transmisyon spektrum 20-21 Fabry-Perot saçaklar çözme rapor edilmiştir,d interferometrik teknikleri. Burada 22-25, biz Fourier analizi ile spektral interferometri birleştiren doğrudan, geniş bant ölçüm tekniği tarif. biz erişim dalgakılavuzları bir çıplak fotonik kristal karakterize gibi 26 Bizim metodumuz, sadeliği ve gücü için sıyrılıyor, gerek kalmadan çip üzerinde parazit bileşenleri ve kurulum için tek parça ve gecikme taramaları taşımak için ihtiyaç duymadan, bir Mach-Zehnder interferometre oluşur. Zaman karekteristik fotonik kristal boşlukları, doğrudan boşluğu kendi performansı üzerinde kavite 27 etkisi birleştiğinde iç kaynaklardan 21 veya harici dalgakılavuzları içeren teknikleri, böylece çarpık ölçümü. Burada, bir çapraz polarize prob demetinin kullanılmasını sağlar ve prob düzlem dışı bir amacı ile boşluğuna birleştiğinde rezonans saçılması (RS) olarak bilinen bir romanı ve non-müdahaleci tekniği tarif. Tekniği ilk gösteriler yapıldıted McCutcheon ve ark. 28 tarafından ve ayrıca Galli ve ark. 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...

Watch this Scientific Journal Video about Fabrication And Characterization Of Photonic Crystal Slow Light Waveguides And Cavities at JoVE.com

Fabrication And Characterization Of Photonic Crystal Slow Light Waveguides And Cavities

Fotonik kristal yavaş ışığın dalga kılavuzları ve boşlukların kullanımı yaygın olarak pek çok farklı uygulamada fotonik topluluğu tarafından kabul edilmiştir. Bu cihazların Bu nedenle imalat ve karakterizasyonu büyük bir öneme sahiptir. Interferometrik (dalga kılavuzları) ve rezonans saçılması (kaviteler): Bu kağıt, yani bizim üretim tekniği ve iki optik karakterizasyon yöntemleri, özetliyor.

Fotonik Kristal Yavaş Işık Dalga Kılavuzları Ve Çürükler Üretimi ve Karakterizasyonu

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 Görüntüleme.  University of St Andrews. Fotonik kristal yavaş ışığın dalga kılavuzları ve boşlukların kullanımı yaygın olarak pek çok farklı uygulamada fotonik topluluğu tarafından kabul edilmiştir. Bu cihazların Bu nedenle imalat ve karakterizasyonu büyük bir öneme sahiptir. Interferometrik (dalga kılavuzları) ve rezonans saçılması (kaviteler): Bu kağıt, yani bizim üretim tekniği ve iki optik karakterizasyon yöntemleri, özetliyor.

Video: Fabrication And Characterization Of Photonic Crystal Slow Light Waveguides And Cavities

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 metamalzeme Emiciler Simülasyon, Üretimi ve Karakterizasyonu

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

Mühendislik

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.

Plasmonik Foto iletken Terahertz Vericiler Tasarımı, İmalatı ve Deneysel Karakterizasyonu

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.

Işık Enine Anderson lokalizasyonu Düzensiz Polimer Fiber Optik imalatı ve Karakterizasyonu

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.

Silikon Doğrudan Gofret Yapıştırma ile Tek tip Nano ölçekli Boşlukların İmalatı

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.

Düzensiz Fotonik Bandgap Malzemelerin Fotonik Properties Çalışması Mikrodalga ve Dielektrik Katı makroskopik Örnekleri kullanma

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.

Optik Doyurulabilen Geçişler aracılığıyla Desenlendirme - İmalat ve Karakterizasyonu

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.

Toplu Heterojonksiyonlar Solar Hücre Baskı İmalatı ve<em&gt; In Situ</em&gt; Morfoloji Karakterizasyonu

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.

Serbest biçimli Işık Aktüatörler - Mikroskobik Ölçeğinde imalat ve çalıştırma Kontrolü

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.

Süperiletken Rezonatörler Fabrikasyon ve Karakterizasyonu

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.

Beyaz Fabrikasyon Exciplexes gelen Kararlı Emisyon ile elektrokimyasal Hücreleri Işık yayan

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