Guided-Wave Superconducting Quantum Optoelectronic Devices
Notice bibliographique
Résumé
This thesis investigates a novel optoelectronic platform based on \nthe integration of superconductive structures, such as thin films \nand micro-constrictions, with optical waveguides for ultra-fast and \nultra-sensitive devices with applications including high-speed \noptical communications, quantum optical information processing, and \nterahertz (THz) devices and systems. \n \nThe kinetic-inductive photoresponse of superconducting thin films \nwill be studied as the basic optoelectronic process underlying the \noperation of these novel devices. Analytical formulation for the \nnon-bolometric response is presented, and experimental \nphotodetection in YBCO meander-line structures will be demonstrated. \n \nA set of superconducting coplanar waveguides (CPW) are designed and \ncharacterized, which support the operation of the devices at \nmicrowave frequencies. Microwave-photonic devices comprising a \nmicrowave transmission line and a light-sensitive element, such as a \nmeander-line structure, are designed and measured for implementation \nof optically tunable microwave components. \n \nIn order to support low-loss and low-dispersion propagation of \nmillimeter-wave and THz signals in ultra-fast and wideband \nkinetic-inductive devices, surface-wave transmission lines are \nproposed, incorporating long-wavelength Surface Plasmon Polariton \n(SPP) modes in planar metal-dielectric waveguides. \n \nThe theory of superconducting optical waveguides, including \nanalytical formulation and numerical methods, is developed in \ndetail. The implementation of superconducting optical waveguides is \ndiscussed thoroughly, employing conventional dielectric-waveguide \ntechniques as well as optical SPP modes. \n \nSuperconductive traveling-wave photodetectors (STWPDs) are \nintroduced as a viable means for ultra-fast and ultra-sensitive \nphotodetection and photomixing. A modified transmission line \nformalism is developed to model STWPDs, where light is guided \nthrough an optical waveguide and photodetection is distributed along \na transmission line. \n \nAs an appendix, a systematic approach is developed for the analysis \nof carrier transport through superconducting heterostructures and \nmicro-constrictions within the Bogoliubov-de Gennes (BdG) framework. \nThe method is applied to study the role of Andreev reflection and \nJosephson-like phenomena in the current-voltage characteristics of \ninhomogeneous superconducting structures. I-V characteristics are \nexperimentally demonstrated in YBCO micro-constrictions with \npotential applications in millimeter-wave and THz devices.
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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 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 ».