Monolithic integration of active and second-order nonlinear functionality in Bragg reflection waveguides
Notice bibliographique
Résumé
This thesis explored the theory, design, fabrication and characterization of AlGaAs Bragg reflection waveguides (BRW) towards the goal of a platform for monolithic integration of active and optically nonlinear devices. Through integration of a diode laser and nonlinear phase-matched cavity, the possibility of on-chip nonlinear frequency generation was explored. Such integrated devices would be highly useful as a robust, alignment free, small footprint and electrically injected alternative to bulk optic systems.\nA theoretical framework for modal analysis of arbitrary 1-D photonic crystal defect waveguides is developed. This method relies on the transverse resonance condition. It is then demonstrated in the context of several types of Bragg reflection waveguides. The framework is then extended to phase-match second-order nonlinearities and incorporating quantum-wells for diode lasers.\nExperiments within a slab and ridge waveguide demonstrated phase-matched Type-I second harmonic generation at fundamental wavelength of 1587 and 1600 nm, respectively; a first for this type of waveguide. For the slab waveguide, conversion efficiency was 0.1 %/W. In the more strongly confined ridge waveguides, efficiency increased to 8.6 %/W owing to the increased intensity. The normalized conversion efficiency was estimated to be at 600 %/Wcm^2.\nDiode lasers emitting at 980 nm in the BRW mode were also fabricated. Verification of the Bragg mode was performed through imaging the near- field of the mode. Propagation loss of this type of mode was measured directly for the first time at 14 cm^-1. The lasers were found to be very insensitive with characteristic temperature at 215 K.\nTwo designs incorporating both laser and phase-matched nonlinearity within the same cavity were fabricated, for degenerate and non-degenerate down-conversion. Though the lasers were sub-optimal, a parametric fluorescence signal was readily detected. Fluorescence power as high as 4 nW for the degenerate design and 5 nW for the non-degenerate design were detected. The conversion efficiency was 4176 %/Wcm^2 and 874 %/Wcm^2, respectively. Neither design was found to emit near the design wavelength. In general, the signal is between 1600-1800 nm and the idler is between 2200-2400 nm. Improvements in laser performance are expected to drastically increase the conversion efficiency.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».