微纳光量子器件,导师让做微纳光学,有前途吗?

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导师让做微纳光学,有前途吗?

当然是一个好的方向。

微纳光学技术的多种应用

1)加工新型光栅

借助于大规模集成电路工艺技术,可以加工出新型的光栅。光栅是个实用性很强的基本光学器件,在23ARTICLE | 论文激光与光电子学进展2009.10光谱仪、光通信波分复用器件、激光聚变工程、光谱分析等领域中大量使用。传统的表面光栅不论是机械刻画光栅,还是全息光栅,其表面的光栅结构是很薄的。明胶或光折变体全息光栅的光栅厚度较厚,由于制造工艺的一致性、温度稳定性和长期稳定性问题,在实际应用时仍然有限制。

2)制作深刻蚀亚波长光栅

采用激光全息、光刻工艺和半导体干法刻蚀工艺可以加工出深刻蚀亚波长光栅。其简化的基本工艺流程如图 1 所示。首先,采用激光全息产生高密度光栅的光场;其次,通过光刻工艺,在光刻胶上做出光栅掩模;最后,通过反应离子或高密度等离子体等半导体干法刻蚀技术,加工出深刻蚀的表面光栅

通过在普通石英玻璃中引入深刻蚀光栅结构,如图 2 所示,就可以实现一系列实用的光学器件。图 2(a)所示的高效率光栅,衍射效率理论值为 98%,可以实现偏振无关结构,也就是对于 TE,TM 偏振入射光均可以实现很高的衍射效率。图 2(b)所示为偏振分束器件,也就是将 TE,TM 偏振方向的光完全分开,表现出类似于晶体的偏振分光性能。图 2(c) 所示为在二次布拉格角度下工作的分束光栅。图 2(d) 所示为高效率 1×3 分束器,衍射效率可以高达 98%,和商品化的 1×3 分束器(衍射效率 75%)相比,衍射效率要高出23%, 具有重要的应用前景。

光量子技术及应用?

由于信息时代人工智能技术互联网大数据的发展趋势,光量子介质各个分支的手机流量已经满载,因此有必要利用集成技术将微纳光量子导入集成ic,并将其转化为纳米光量子集成ic。类脑光量子集成电路可以模拟和模拟人脑的计算,在模拟人脑的神经网络架构下,根据光量子带的信息内容求解数据信息,使集成电路可以实现类似人脑的快速并行处理和功耗计算。

因此,随着集成光量子技术的进步,在集成电路表面构建更高、更复杂的光量子电源电路的可能性越来越大。光量子集成电路和电子芯片的共同点是都是在集成电路表面完成的。

从战略安全和发展战略要求的角度来看,光量子集成电路可以解决主要应用中的许多重要问题,如数据处理方法耗时长、无法并行处理、功能损失大等。例如,在以激光测距、限速和高分辨成像为总体目标的长距离、高速健身运动的毫米波雷达中,以及在以生物技术和纳米技术组件内部结构完成的高分辨无损检测技术的新型测量显微镜相关成像武器装备中,光量子集成电路可以充分发挥其高速并行处理、低功耗和小型化的优势。

室内空间激光通信是目前解决室内空间传输速度短的关键途径,是打造干坤综合网络信息的关键途径,光量子集成电路将在这一战略性产业中发挥关键支撑作用。

量子微纳卫星有何先进之处?

光子在大气环境中传播极易衰减,而在真空中不易衰减,通过太空中的量子卫星来传播,可以轻易在上千公里的城市之间传播。

大气随着高度增加,空气也会变得更加稀薄。所以,地表10公里的空气密度,基本相当于从地球到外层空间几十公里距离的空气密度。“地面上20 公里的传送距离,就表明光子可以在地表与外层空间卫星间打一个来回。”这也就意味着量子信息可以通过卫星在不同地区,甚至国家间传递。 这样一颗卫星就把本来只能传播20多公里的能力一下提升到几千公里。

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