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Raman raffreddamento laser di solidi La capacità di laser-cool qualsiasi solido trasparente, e in particolare la refrigerazione del laser di semiconduttori bandgap indiretta, entrambi rimangono sfide irrisolte. Il nostro lavoro mostra che la densità fotonica di ingegneria stati in grado di risolvere le esigenze fondamentali per il raggiungimento di raffreddamento rete attraverso Raman in qualsiasi solido. La possibilità allettante di Raman raffreddamento silicio cristallino con una sola pompa telecom lunghezza d'onda viene chiarito per la prima volta. Per saperne di più Y. Chen, G. Bahl, Raman raffreddamento dei solidi attraverso densità fotonica degli Stati Ingegneria, Optica, 2 (10), p.893-899, 2015 Optica collegamento arXiv preprint Brillouin Scattering Induced Transparency BSIT si verifica a causa dell'accoppiamento tra suono e la luce in ambienti risonatore, essenzialmente conseguente trasmissione della luce inibito che può essere controllata da una sorgente di luce secondaria. Unicamente, questo processo permette la trasmissione della luce non reciproco e isolamento ottico senza materiali magnetici o magneto-ottica. Inoltre, la velocità di gruppo della luce può essere aumentato o diminuito come desiderato per applicazioni leggere lenti e veloci. Per saperne di più J. Kim, Kim S., G. Bahl uguale contributo, completo isolamento ottico lineare alla microscala con la perdita ultralow, in rassegna, 2017. arXiv collegamento J. Kim, M. Kuzyk, K. Han, H. Wang, . G. Bahl, non reciproco Brillouin dispersione indotta trasparenza, Nature Physics, 11, pp 275-280, doi: 10.1038nphys3236, 2015. Nature Link informazioni supplementari OptoMechanoFluidic Sensori Clicca qui per sintesi video (senza audio) - Optica 2016 Optomechanofluidic sistemi ci permettono di sviluppare sensori acustici altamente sensibili per fluidi, particelle, bioanalytes, analiti chimici e gas, utilizzando solo remoto interfacce ottiche. Questi dispositivi ad alta frequenza promettenti per una varietà di applicazioni di rilevamento ad alto rendimento. J. Suh, K. Han, CW Peterson, G. Bahl, rilevamento in tempo reale del flusso nanoparticelle con elettro-opto-meccanica, APL Photonics 2, 010.801, doi: 10.10631.4972299, 2017. AIP Open Access link K. Han , J. Kim, G. Bahl,-High Throughput rilevamento di liberamente che scorre particelle con OptoMechanoFluidics, Optica, vol.3, n.6, pp. 585-591, 2016. Optica collegamento informazioni supplementari il video supplementare K. Han, K. Zhu, G. Bahl, Opto-meccano-Fluidic Viscosimetro, Applied Physics Letters, 105, 014.103, 2014. AIP collegamenti arXiv collegamento K. Han, J. Kim, G. Bahl Aerostatically oscillatori sintonizzabile ottico-meccanici, Optics Express, vol. 22, Issue 2, pp. 1267-1276, 2014. OE collegamento K. Zhu, K. Han, T. Carmon, X. Fan, G. Bahl, opto-acustico biopercezione con Optomechanofluidic risonatori, Tematiche European Physical Journal speciali, 223 , 1937-1947, 2014. EPJ collegamento Optomechanics sui sistemi microfluidici Clicca qui per sintesi video (senza audio) Questo lavoro costituisce la prima dimostrazione sperimentale di modi vibrazionali optomechanically eccitati di un Microdevice in presenza di acqua e fluidi viscosi. Attraverso una serie di esperimenti e analisi teorica dimostriamo i meccanismi di attuazione ottico-meccanici e forme modali meccaniche di questi risuonatori ultra-high-Q piene di liquido. G. Bahl, KH Kim, W. Lee, J. Liu, X. Fan, T. Carmon, optomechanics cavità Brillouin con dispositivi microfluidici, Nature Communications, 4: 1994 doi: 10.1038ncomms2994, 2013. Nature collegamento KH Kim, G . Bahl, W. Lee, J. Liu, M. Tomes, X. Fan, T. Carmon uguale contributo, optomechanics cavità su un risonatore microfluidica con acqua e viscosi liquidi, la luce: Scienza amp applicazioni, 2, e110 doi: 10.1038lsa .2013.66, 2013. Nature link K. Han, KH Kim, J. Kim, W. Lee, J. Liu, X. Fan, T. Carmon, G. Bahl, fabbricazione e collaudo di oscillatori optomechanical microfluidica, ufficiale di Visualized esperimenti, vol. 87, e51497, doi: 10.3791.51497, 2014. JoVE collegamento G. Bahl, X. Fan, T. Carmon, acustiche modalità sussurro-galleria in gusci ottico-meccanici, New Journal of Physics, vol. 14, 115026, 2012. NJP accesso libero legame doi collegamento Brillouin raffreddamento Léon Brillouin prima riferito in merito alla dispersione della luce da suono nel 1922. Per la parte migliore di un secolo dalla sua scoperta, è stato conoscenza libro di testo che Brillouin diffusione è principalmente un processo di amplificazione acusto-ottico. Il nostro lavoro tenta di cambiare questa nozione, fornendo la prima prova sperimentale del raffreddamento di una modalità meccanica di un solido tramite diffusione di Brillouin. S. Kim, G. Bahl, Ruolo della densità ottica di stati in due modalità di raffreddamento ottico-meccanici, Optics Express 25 (2), pp.776-784, 2017. OSA link Y.-C. Chen, S. Kim, G. Bahl, Brillouin di raffreddamento in una guida d'onda lineare, New Journal of Physics, 18, 115004, 2016. NJP Open Access link G. Bahl, M. Tomes, F. Marquardt, T. Carmon, osservazione di spontaneo raffreddamento Brillouin, Nature Physics, Vol. 8, No. 3, pp. 203-207 (2012). doi: 10.1038nphys2206 Natura link Informazioni supplementari M. Tomes, F. Marquardt, G. Bahl, T. Carmon, Quantum teoria meccanica di raffreddamento Brillouin ottico-meccanici, Phys. Rev. A 84, 063.806, 2011. PRAAPS link di superficie onde acustiche attraverso avanti risonanze SBS meccaniche eccitati dalla interazione Brillouin tra suono e la luce in microsistemi fotonici hanno potenziali applicazioni di rilevamento, ma non sono stati precedentemente studiati. Qui l'eccitazione sperimentale di risonanze meccaniche che vanno 49-1400 MHz è dimostrata utilizzando avanti diffusione di Brillouin. I modi meccanici che generiamo sono superficiali galleria onda acustica sussurro risonanze del dispositivo microsfere. G. Bahl, J. Zehnpfennig, M. Tomes, T. Carmon, stimolata optomechanical l'eccitazione di onde acustiche di superficie in un Microdevice, Nature Communications, 2: 403, doi: 10.1038ncomms1412 (2011). PDF Link Nature link stimolata di Brillouin dispersione consente l'eccitazione sperimentale di risonanze acustiche di superficie a micro-dispositivi, consentendo di vibrazione a tassi nell'intervallo 50 MHz a 12 GHz. La disponibilità sperimentale di tali modalità Whispering Gallery meccanici in fotonica-MEMS solleva interrogativi sulla loro struttura e la distribuzione spettrale. Qui si calcola la forma e la frequenza di tali modalità galleria superficiale sussurro vibrazionali, rivelando diversi tipi di vibrazioni superficiali, tra cui longitudinale, trasversale e Rayleigh-tipo deformazioni. J. Zehnpfennig, G. Bahl, M. Tomes, T. Carmon, optomechanics Superficie: Calcolo otticamente eccitati acustiche modalità Whispering Gallery a microsfere, Optics Express, vol. 19, pp.14240-8 2011. OE link arXiv link riportiamo le misurazioni iniziali di rumore di fase e messa a punto di frequenza continua di superficie acustici oscillatori onda optomeccanici. G. Bahl, J. Zehnpfennig, M. Tomes, e T. Carmon, Caratterizzazione di superficie onde acustiche optomechanical oscillatori, alla frequenza Simposio Internazionale di Controllo (IFCS 2011), San Francisco, CA, maggio 2011. PDF Link Control di ricarica in MEMS risonanti Noi (Stanford) hanno sviluppato un sistema di azionamento completamente AC per risonatori elettrostatici, insieme con un'architettura oscillatore che aggira il problema di carica dielettrico eliminando eventuali campi DC coinvolti nella azionamento del dispositivo. Questa tecnica di attuazione è ampiamente applicabile a MEMS elettrostatiche risonanti come giroscopi, accelerometri, posizionatori e microspecchi. G. Bahl, J. Salvia, R. Melamud, B. Kim, R. T. Howe, e T. W. Kenny, AC polarizzazione per Charge-Drift Eliminazione in risonanza elettrostatiche MEMS e oscillatori, Journal of Microelectromechanical Systems, Vol. 20, No. 2, aprile 2011. PDF Link IEEE link dielettrici come nitruro di silicio e diossido di silicio sono materiali strutturali comuni a microsistemi. Il nostro gruppo (Stanford) ha dimostrato che i risuonatori ossido di silicio rivestita hanno un grande potenziale, come le frequenze di riferimento ad alta stabilità (sostituzioni di quarzo in sistemi di cronometraggio) a causa del loro basso coefficiente di temperatura di frequenza. Tuttavia, poiché dielettrici sono suscettibili di carica, è stato osservato drift carica indotta della frequenza di risonanza in alcuni di questi risonatori. Il mio lavoro si è concentrata sulla caratterizzazione e modellazione questa carica dielettrica nel contesto dei suoi effetti elettromeccanici sulla tecnologia MEMS risonanti. G. Bahl, R. Melamud, B. Kim, S. A. Chandorkar, J. Salvia, M. A. Hopcroft, D. Elata, R. G. Hennessy, R. N. Candler, R. T. Howe, e T. W. Kenny, modello e osservazioni di carica dielettrica in risonatori di silicio ossidato termicamente, Journal of Microelectromechanical Systems, Vol. 19, No. 1, febbraio 2010. PDF Link IEEE collegamento dati aggiuntivi affiliazioni Thomas J. Watson, Sr., Laboratorio di Fisica Applicata, California Institute of Technology, Pasadena, California 91125, Stati Uniti d'America Jasper Chan, TP Mayer Alegre, Amir H. Safavi - Naeini, Jeff T. Hill, Alex Krause, Simon Grx000F6blacher amp Oskar Painter Vienna Centro per la Scienza e la Tecnologia Quantum (VCQ), Facoltà di Fisica, Università di Vienna, Boltzmanngasse 5, a-1090 Vienna, Austria indirizzo attuale: Instituto de Fx000EDsica x0201CGleb Wataghinx0201D, Universidade Estadual de Campinas, UNICAMP, 13.083-859, Campinas, SP, Brazil. Contributi J. C. T. P.M. A. e A. H.S.-N. progettato il dispositivo, e J. C. fabbricato con il sostegno di J. T.H. J. C. T. P.M. A. A. H.S.-N. J. T.H. A. K. e S. G. eseguito le misurazioni e analizzato i dati misurati. O. P. e M. A. sorvegliati le misure e l'analisi dei dati. Tutti gli autori hanno contribuito alla stesura del manoscritto. Competere interessi finanziari Gli autori dichiarano interessi finanziari concorrenti.