Bragg grating waveguide devices: Fabrication, optimization, and application
Notice bibliographique
Résumé
During the last 10 years, developments in the field of ultrashort laser material processing have led to the demonstrations of numerous three dimensional photonic devices directly written inside transparent materials. However, a roadblock still exists for the commercialization of such direct writing technology, owing to a lack of effective means for inscribing high-quality Bragg gratings inside laser written waveguides that are critical for multi-functional integrated devices in optical sensing and telecom. In this thesis, for the first time, a new Bragg grating waveguide device is proposed and then fabricated directly inside transparent glass materials using the ultrashort laser direct writing technology. These Bragg grating waveguide devices are composed of arrays of partially overlapped refractive index voxels (volume pixels), which simultaneously offer low-loss light guiding and strong Bragg resonances. Two novel methods, a single-pulse writing method and a burst writing method, are introduced and each successfully demonstrated for inscribing the grating waveguide devices with respective low and high repetition rate ultrashort laser systems. Laser fabrication parameters are optimized for both methods to generate three-dimensional high-strength (>35 dB) Bragg grating waveguides with narrow-bandwidth (0.2 nm) Bragg responses tunable in the 1550-nm telecom band. Moreover, several applications of such Bragg grating waveguides are demonstrated. Thermal annealing experiments show extremely high device stability under high temperature of 500°C. Wavelength tuning and cascading of the Bragg grating waveguides are easily achieved by adjusting the laser scan velocities. A chirped Bragg grating waveguide is demonstrated that targets broadband power tap and dispersion compensation applications in telecom. At last, a distributed grating network is fabricated demonstrating unique capabilities of three-dimensional sensing of temperature, stress, and bending. These high-quality devices are the first demonstrations of high strength first order Bragg gratings inside laser written waveguides. The results of this thesis may have direct impact on fabricating novel three-dimensional devices for telecom, sensing, and biophotonics lab-on-a-chip applications.
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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 | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| 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 | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».