Multi-scale computational nanophotonics
多尺度计算纳米光子学
基本信息
- 批准号:RGPIN-2021-02987
- 负责人:
- 金额:$ 2.04万
- 依托单位:
- 依托单位国家:加拿大
- 项目类别:Discovery Grants Program - Individual
- 财政年份:2021
- 资助国家:加拿大
- 起止时间:2021-01-01 至 2022-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Nanophotonics - the study of light interaction at nanometre scales and the development of technologies to control the flow of light using nanofabricated structures - is of importance in optics, optical engineering, electrodynamics, and nanotechnology. Computational nanophotonics is essential for describing, analyzing, and predicting light-matter interactions occurring at nanometre-size scales and has been a catalyst for nanophotonic innovations over the past couple of decades. In a growing number of settings, analysis of nanophotonic phenomena requires that we account for intricate interactions of processes occurring over extended ranges of space and time, which may arise from material effects (quantum, electronic, thermal, mechanical), environmental factors, and measurement artifacts. Current approaches to overcome these challenges make simplifying assumptions, leading to poor predictions or even mismatch between model and data. Recent advances in computation and methodologies, including those from my team, have created opportunities for higher fidelity modelling of nanophotonic phenomena. My long-term objective is to explore computational methods that bridge descriptions of light-matter interaction across multiple scales of space and time, striking a balance between model complexity and computational cost, and to validate these methods through experimental comparison. This research will enable efficient approaches to investigate the fundamental limits of nanophotonics technology, to explore their potential for real-world use, and to enable new, systems-level approaches to nanophotonic device design. Methodological aspects of my research program will be motivated by fundamental problems and applications of nanophotonics technology. We will explore approaches to model nano- and micro-scale material motion caused by light beams impinging on deformable media such as gases, fluids, and elastic solids. These predictions will be compared to experimental measurements and used to open new investigations of dynamic radiation pressure effects in fluids. We will also explore approaches to model the use of large-area, broadband nanophotonic coatings under application-specific conditions. Based on our current research, we will examine their use in displays and for solar control in buildings. The significance of this research lies in its focus on providing essential advancements in computational methods to enable interpretation, analysis and design of next-generation nanophotonic technologies. The research builds on Canadian expertise in computational nanophotonics and can lead to low-cost, knowledge-based innovations that could be directly commercialized by HQP. Student training is a top priority, and I intend to provide an inclusive learning environment that balances research training, experiential entrepreneurship, and career development for a diverse group of HQP.
纳米光子学(Nanophotonics)--研究纳米尺度下的光相互作用,以及使用纳米制造结构控制光流动的技术发展--在光学、光学工程、电动力学和纳米技术中具有重要意义。计算纳米光子学对于描述、分析和预测纳米尺度下发生的光-物质相互作用至关重要,并且在过去几十年中一直是纳米光子学创新的催化剂。在越来越多的设置中,纳米光子现象的分析需要我们考虑在扩展的空间和时间范围内发生的过程的复杂相互作用,这可能源于材料效应(量子,电子,热,机械),环境因素和测量伪影。目前克服这些挑战的方法简化了假设,导致预测结果不佳,甚至模型和数据之间不匹配。计算和方法学的最新进展,包括我的团队,为纳米光子现象的高保真度建模创造了机会。我的长期目标是探索跨越多个空间和时间尺度的光-物质相互作用的计算方法,在模型复杂性和计算成本之间取得平衡,并通过实验比较来验证这些方法。这项研究将使有效的方法来研究纳米光子技术的基本限制,探索其在现实世界中的应用潜力,并使新的系统级方法来设计纳米光子器件。我的研究计划的方法学方面将受到纳米光子学技术的基本问题和应用的激励。我们将探索方法来模拟纳米和微米尺度的材料运动所造成的光束撞击变形介质,如气体,流体和弹性固体。这些预测将与实验测量结果进行比较,并用于开启流体中动态辐射压力效应的新研究。我们还将探索在特定应用条件下使用大面积宽带纳米光子涂层的建模方法。基于我们目前的研究,我们将研究它们在显示器和建筑物中的太阳能控制中的应用。 这项研究的重要性在于它专注于提供计算方法的基本进步,以实现下一代纳米光子技术的解释,分析和设计。该研究建立在加拿大在计算纳米光子学方面的专业知识基础上,可以导致低成本,基于知识的创新,可以由HQP直接商业化。学生培训是重中之重,我打算提供一个包容性的学习环境,平衡研究培训,体验式创业精神,并为HQP的多元化群体的职业发展。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
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会议论文数量(0)
专利数量(0)
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Multi-scale computational nanophotonics
多尺度计算纳米光子学
- 批准号:
RGPIN-2021-02987 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 2.04万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
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- 资助金额:
$ 2.04万 - 项目类别:
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New Frontiers in Plasmonic Metamaterials: Flat-Lens Microscopy and Tractor Beaming
等离激元超材料的新领域:平透镜显微镜和牵引光束
- 批准号:
RGPIN-2015-04838 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 2.04万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
New Frontiers in Plasmonic Metamaterials: Flat-Lens Microscopy and Tractor Beaming
等离激元超材料的新领域:平透镜显微镜和牵引光束
- 批准号:
RGPIN-2015-04838 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 2.04万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
New Frontiers in Plasmonic Metamaterials: Flat-Lens Microscopy and Tractor Beaming
等离激元超材料的新领域:平透镜显微镜和牵引光束
- 批准号:
RGPIN-2015-04838 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 2.04万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
New Frontiers in Plasmonic Metamaterials: Flat-Lens Microscopy and Tractor Beaming
等离激元超材料的新领域:平透镜显微镜和牵引光束
- 批准号:
RGPIN-2015-04838 - 财政年份:2016
- 资助金额:
$ 2.04万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
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- 批准号:
RTI-2016-00269 - 财政年份:2015
- 资助金额:
$ 2.04万 - 项目类别:
Research Tools and Instruments
New Frontiers in Plasmonic Metamaterials: Flat-Lens Microscopy and Tractor Beaming
等离激元超材料的新领域:平透镜显微镜和牵引光束
- 批准号:
RGPIN-2015-04838 - 财政年份:2015
- 资助金额:
$ 2.04万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
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进一步开发用于现场检测原油蜡沉积的表面等离子体共振传感器
- 批准号:
490636-2015 - 财政年份:2015
- 资助金额:
$ 2.04万 - 项目类别:
Engage Plus Grants Program
Miniaturized surface-plasmon-resonance sensor for rapid on-site detection of wax deposition in oil wells
用于快速现场检测油井蜡沉积的微型表面等离子体共振传感器
- 批准号:
478403-2015 - 财政年份:2015
- 资助金额:
$ 2.04万 - 项目类别:
Engage Grants Program
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- 批准年份:2016
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- 项目类别:青年科学基金项目
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- 批准号:61672236
- 批准年份:2016
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- 批准号:60503018
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延性破坏微观起源的多尺度实验和计算研究
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2334678 - 财政年份:2024
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$ 2.04万 - 项目类别:
Standard Grant
Fluency from Flesh to Filament: Collation, Representation, and Analysis of Multi-Scale Neuroimaging data to Characterize and Diagnose Alzheimer's Disease
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10462257 - 财政年份:2023
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Novel Analytical and Computational Approaches for Fusion and Analysis of Multi-Level and Multi-Scale Networks Data
用于多层次和多尺度网络数据融合和分析的新分析和计算方法
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2311297 - 财政年份:2023
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A scalable cloud-based framework for multi-modal mapping across single neuron omics, morphology and electrophysiology
一个可扩展的基于云的框架,用于跨单个神经元组学、形态学和电生理学的多模式映射
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10725550 - 财政年份:2023
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2143866 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 2.04万 - 项目类别:
Continuing Grant