TY  - THES
AB  - Ähnlich wie die Entwicklung von Feldeffekttransistoren, die im 20. Jahrhundert zur Miniaturisierung elektronischer Geräte führte, wird die Miniaturisierung photonischer Systeme durch die Nachfrage nach Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung und rein optischem Computing vorangetrieben. In letzter Zeit sind nanophotonische Elemente aus Silizium (Si) auf diesem Gebiet von großem Interesse, da sie möglicherweise mit der gut entwickelten Nanofabrikationstechnologie und einigen bereits vorhandenen Geräten kompatibel sind. In dieser Arbeit werden topologische photonische Kristalle (TPhCs) und mit Si realisierte Metaoberflächen verwendet, um die Lichtausbreitung in verschiedenen Anwendungen nach der Miniaturisierung bis in den Nanobereich zu untersuchen.Erstens sind TPhCs basierend auf der Theorie der schwachen Topologie so konzipiert, dass sie robuste und vielseitige topologisch geschützte nulldimensionale (0D) lokalisierte Moden bei optischen Frequenzen erreichen. Die Lichtlokalisierung in der Mitte der Bandlücke wird durch streuende optische Nahfeld-Rastermikroskopie (s-SNOM) in einem TPhC verifiziert, das mit einer nichttrivialen Zak-Phase und einer Kantenversetzung konstruiert ist. Wir zeigen, dass aufgrund der schwachen Topologie unterschiedlich ausgedehnte Versetzungszentren eine ähnlich starke Lichtlokalisierung mit einstellbaren Lokalisierungseigenschaften induzieren, was ein vielseitiges Design mit einem Konzept der schwachen Topologie für verwandte Anwendungen bietet.Darüber hinaus nutzen wir einen neuen Freiheitsgrad zur Realisierung eines topologisch geschützten Lichttransports in sogenannten talabhängigen photonischen Kristallen (VPCs), entwickeln mehrere Designs mit topologisch geschützten Moden und verifizierten experimentell die Vorteile von VPCs für die On-Chip-Lichtkontrolle in Silizium auf Isolator (SOI) Materialsystemen.
AU  - Lu, Jinlong
CY  - Paderborn
DA  - 2022
DO  - 10.17619/UNIPB/1-1577
DP  - Universität Paderborn
LA  - eng
N1  - Tag der Verteidigung: 14.06.2022
N1  - Universität Paderborn, Dissertation, 2022
PB  - Veröffentlichungen der Universität
PY  - 2022
SP  - 1 Online-Ressource (IX, 123 Seiten)
T2  - Department Physik
TI  - Design and characterization of silicon nanophotonic elements
UR  - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:466:2-43387
Y2  - 2026-01-20T06:53:44
ER  -