NER: Optimized Photonic Bandgap Devices with Nanoscale Disorder
NER:具有纳米级无序的优化光子带隙器件
基本信息
- 批准号:0508473
- 负责人:
- 金额:$ 10万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2005
- 资助国家:美国
- 起止时间:2005-07-01 至 2007-06-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The objective of this work is to incorporate nanoscale disorder in a class of visible and near-infrared photonic crystal devices in order to achieve device figures of merit up to two orders of magnitude better than in existing state-of-the-art devices without nanoscale disorder. The approach is based on nonlinear topology optimization, whereby a 2D photonic crystal device can be designed so that the arrangement of dielectric material and air is optimally configured to yield some desired device output. Preliminary results show that, for example, a 2D photonic crystal waveguide with tailored nanoscale features near the crystal/air interface can exhibit focusing characteristics that significantly reduce losses in coupling to an external optical fiber. The necessary fabrication resolution to achieve such a device can be accommodated by advanced nanolithographic techniques. In this work, a similar photonic crystal device designed using topology optimization will be fabricated and characterized to validate and advance the approach.The broader technical impact of the work is to advance a novel and multidisciplinary solution to a significant limitation of real nanophotonic devices, potentially leading to a major breakthrough in photonic crystal device technology. The work also has significant broader impact in educating engineering students. As part of the work, the PI will help to develop an undergraduate course that will introduce mechanical engineering students to problems in electronic materials, and the project team will work to integrate senior design projects between the Mechanical Engineering and Electrical Engineering curricula at the University of Illinois at Urbana-Champaign.
这项工作的目的是将纳米级障碍纳入一类可见和近红外光子晶体设备中,以便获得比现有的没有纳米级障碍的现有最新的设备,以实现优异的数量级的功能数字。 该方法基于非线性拓扑优化,因此可以设计2D光子晶体设备,以便最佳地配置了介电材料和空气以产生所需的设备输出。 初步结果表明,例如,在晶体/空气界面附近具有量身定制的纳米级特征的2D光子晶体波导可以表现出焦点特征,从而显着减少耦合到外部光纤的损失。 实现此类设备的必要制造分辨率可以通过先进的纳米光刻技术来容纳。 在这项工作中,将制造并表征使用拓扑优化设计的类似的光子晶体设备,以验证和推进方法。这项工作的更广泛的技术影响是将新颖的多学科解决方案推进了对真实纳米光子设备的显着限制,这可能会导致光子晶体设备技术的主要突破。 这项工作在教育工程专业的学生方面还具有更大的影响。 作为工作的一部分,PI将有助于开发一门本科课程,该课程将向机械工程专业的学生介绍电子材料问题,项目团队将努力在伊利诺伊大学Urbana-Champaign的伊利诺伊大学机械工程和电气工程课程之间整合高级设计项目。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Harley Johnson其他文献
Harley Johnson的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Harley Johnson', 18)}}的其他基金
Illinois Materials Research Science and Engineering Center (I-MRSEC)
伊利诺伊州材料研究科学与工程中心 (I-MRSEC)
- 批准号:
2309037 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 10万 - 项目类别:
Cooperative Agreement
Moire Patterns and the Mechanics of Defects and Interfaces in 2D Materials
二维材料中的莫尔图案以及缺陷和界面的力学
- 批准号:
1825300 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 10万 - 项目类别:
Standard Grant
Material Removal Mechanisms in Focused Ion Beam Nanopore Drilling
聚焦离子束纳米孔钻削中的材料去除机制
- 批准号:
1463587 - 财政年份:2015
- 资助金额:
$ 10万 - 项目类别:
Standard Grant
GOALI: Polarized Infrared Imaging for the Mechanics of Photovoltaic Wafers
GOALI:用于光伏晶片力学的偏振红外成像
- 批准号:
1300466 - 财政年份:2013
- 资助金额:
$ 10万 - 项目类别:
Standard Grant
Probing and optimizing quantum dot confined states for next generation intermediate band solar cells
探测和优化下一代中能带太阳能电池的量子点受限态
- 批准号:
0933348 - 财政年份:2009
- 资助金额:
$ 10万 - 项目类别:
Continuing Grant
Support for Student Programs at the 2008 Society of Engineering Science Annual Technical Meeting; held in October 2008, Urbana, IL
在2008年工程科学学会年度技术会议上支持学生项目;
- 批准号:
0834098 - 财政年份:2008
- 资助金额:
$ 10万 - 项目类别:
Standard Grant
Bridging Time Scales with a Unit Process Approach for Modeling Ion Interactions with Materials
使用单元过程方法桥接时间尺度来模拟离子与材料的相互作用
- 批准号:
0825173 - 财政年份:2008
- 资助金额:
$ 10万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: Focused Electric Field Induced Ion Transport: A Patterning Process
合作研究:聚焦电场诱导离子传输:图案化过程
- 批准号:
0700045 - 财政年份:2007
- 资助金额:
$ 10万 - 项目类别:
Standard Grant
Quantitative Model-Based Photoelastic Characterization of Wafer-Bonding Stresses: a Tool for Industry and Education
基于定量模型的晶圆键合应力光弹性表征:工业和教育工具
- 批准号:
0700704 - 财政年份:2007
- 资助金额:
$ 10万 - 项目类别:
Continuing Grant
Atomistic Origins of Ion Bombardment Nanoscale Surface Instability
离子轰击纳米级表面不稳定性的原子起源
- 批准号:
0510624 - 财政年份:2005
- 资助金额:
$ 10万 - 项目类别:
Standard Grant
相似国自然基金
面向规模化光量子芯片的关键光子器件拓扑优化与实现研究
- 批准号:62205376
- 批准年份:2022
- 资助金额:30.00 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
宽带微波光子链路优化设计与光域调控关键器件研究
- 批准号:U22A2089
- 批准年份:2022
- 资助金额:53 万元
- 项目类别:面上项目
宽带微波光子链路优化设计与光域调控关键器件研究
- 批准号:62271422
- 批准年份:2022
- 资助金额:53.00 万元
- 项目类别:面上项目
基于深度学习方法的光子晶体功能器件设计与优化
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:55 万元
- 项目类别:面上项目
面向规模化光量子芯片的关键光子器件拓扑优化与实现研究
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似海外基金
Development of Conjugated Polymers Based on a Monomer Unit with Optimized Bond-Length Alternation
基于具有优化键长交替的单体单元的共轭聚合物的开发
- 批准号:
21K20548 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 10万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
INSPIRE Track 2: Discovery and Development of Optimized Photonic Systems for High Volume, Low Surface Area Solar Energy Harvesting: Learning from Giant Clams
INSPIRE 轨道 2:发现和开发用于大容量、低表面积太阳能收集的优化光子系统:向巨蛤学习
- 批准号:
1343159 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 10万 - 项目类别:
Standard Grant
Theoretical study of photoionization cross sections optimized by the analytical derivative method within the complex coordinate approach.
复坐标方法中解析导数法优化光电离截面的理论研究。
- 批准号:
24550032 - 财政年份:2012
- 资助金额:
$ 10万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Real-time structural tracking and control of reacting polyatomic molecules by optimized ultrashort pulses
通过优化的超短脉冲实时结构跟踪和控制反应多原子分子
- 批准号:
19350017 - 财政年份:2007
- 资助金额:
$ 10万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
CAREER: Nonspherical, Active, and "Inverted" Bases for Optimized Photonic Crystal Design
职业:用于优化光子晶体设计的非球形、有源和“倒置”底座
- 批准号:
0547976 - 财政年份:2006
- 资助金额:
$ 10万 - 项目类别:
Continuing Grant