Exploiting light: from quantum nanophotonics to advanced fabrication

利用光:从量子纳米光子学到先进制造

基本信息

  • 批准号:
    RGPIN-2018-05192
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 4.95万
  • 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:
    2022
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2022-01-01 至 2023-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Photonics is a key enabling technology of the 21st century. NSERC DG funding will allow my team to exploit light-matter interaction for applications ranging from solving key manufacturing problems to exploring novel nanostructures. Our focus is on unravelling the dynamics of the process, and using light in innovative ways to control it. Powered by new collaborations and multi-million dollar investments in infrastructure, we will help solve two of the major technical challenges of our age, namely how to make our society more sustainable and more secure. We will also expand the frontiers of ultrasensitive sensing and ultrafast dynamics. To become more efficient with our resources, we need new manufacturing processes that generate lighter and more efficient components with less waste. Laser-based additive manufacturing (LAM) promises to revolutionise manufacturing with its ability to directly "write" intricate 3D metal components, but its widespread adoption is being impeded by the complexity of the intense light/matter interaction. By high-speed in situ monitoring during laser writing, we will solve the LAM quality assurance and control problem. Due to the great advances in fiber optic networks, information flows like never before but loss of security can have dire consequences. Almost all secure transmissions rely on public key encryption, but experts agree that its obsolescence is only a matter of time. It is crucial that we move quickly to encryption systems guaranteed by physical law, such as quantum key distribution (QKD) which relies on bits encoded onto single photons. A significant roadblock to widespread QKD implementation is the lack of appropriate quantum optical sources that can be scaled up to meet technological needs. We will develop high brightness, high fidelity single-photon sources integrated onto a chip, exploiting standard semiconductor fabrication technology. Mechanical systems provide exquisitely sensitive probes of the world around us, and when inserted into a optical cavity, can be controlled and read out by light. We will explore the ultimate quantum limit of hybrid mechanical-optical systems (e.g., single-atomic thick membranes, single-photon light fields) to discover new capabilities for quantum mechanical and optical state creation, transduction of quantum information, and creation of high-sensitivity sensors working at the ultimate quantum limit. Timing of this proposal is critical: DG-funded HQP will be able to exploit the recently CFI-funded Queen's Nanaophotonics Research Centre ($7.3M). Outcomes of this research include: training of 11 researchers (plus 15 undergraduates) in fields of key importance to Canadian industry, novel methods of using lasers for precision manufacturing, novel nanomaterials for secure telecommunications and sensing, and improved understanding of the underlying physics present at the tip of a laser beam.
光子学是21世纪世纪的关键技术。NSERC DG的资助将使我的团队能够利用光物质相互作用的应用,从解决关键的制造问题到探索新的纳米结构。我们的重点是揭示这一过程的动力,并以创新的方式利用光来控制它。通过新的合作和数百万美元的基础设施投资,我们将帮助解决我们这个时代的两大技术挑战,即如何使我们的社会更可持续和更安全。我们还将扩大超灵敏传感和超快动力学的前沿。 为了更有效地利用我们的资源,我们需要新的制造工艺,以产生更轻,更高效的组件,减少浪费。基于激光的增材制造(LAM)有望通过其直接“写入”复杂3D金属部件的能力彻底改变制造业,但其广泛采用受到强烈光/物质相互作用的复杂性的阻碍。通过激光写入过程中的高速原位监测,解决了LAM的质量保证和控制问题。 由于光纤网络的巨大进步,信息流动前所未有,但失去安全性可能会产生可怕的后果。几乎所有的安全传输都依赖于公钥加密,但专家们一致认为,它的过时只是一个时间问题。至关重要的是,我们必须迅速转向由物理定律保证的加密系统,例如量子密钥分发(QKD),它依赖于编码到单个光子上的比特。广泛实施QKD的一个重要障碍是缺乏适当的量子光源,可以扩大规模以满足技术需求。我们将开发高亮度,高保真度的单光子源集成到一个芯片上,利用标准的半导体制造技术。 机械系统为我们周围的世界提供了非常敏感的探针,当插入光学腔时,可以通过光进行控制和读取。我们将探索混合机械光学系统的最终量子极限(例如,单原子厚膜,单光子光场),以发现量子力学和光学状态创建,量子信息转换,并创建在最终量子极限工作的高灵敏度传感器的新能力。 这一提议的时机至关重要:DG资助的HQP将能够利用最近由CFI资助的女王纳米光子学研究中心(730万美元)。这项研究的成果包括:培训11名研究人员(加上15名本科生)在加拿大工业领域的关键重要性,使用激光进行精密制造的新方法,用于安全电信和传感的新型纳米材料,以及提高对激光束尖端存在的基本物理学的理解。

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 }}

Fraser, James其他文献

Open book exams: A potential solution to the "full curriculum"?
  • DOI:
    10.1080/0142159x.2017.1412412
  • 发表时间:
    2018-01-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.7
  • 作者:
    Teodorczuk, Andrew;Fraser, James;Rogers, Gary D.
  • 通讯作者:
    Rogers, Gary D.
S5.3c Investigating the link between pleomorphism and virulence in Cryptococcus
  • DOI:
    10.1093/mmy/myac072.s5.3c
  • 发表时间:
    2022-09-20
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Fernandes, Kenya;Fraser, James;Carter, Dee
  • 通讯作者:
    Carter, Dee
Differential regenerative capacity of neonatal mouse hearts after cryoinjury.
  • DOI:
    10.1016/j.ydbio.2014.12.018
  • 发表时间:
    2015-03-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Darehzereshki, Ali;Rubin, Nicole;Gamba, Laurent;Kim, Jieun;Fraser, James;Huang, Ying;Billings, Joshua;Mohammadzadeh, Robabeh;Wood, John;Warburton, David;Kaartinen, Vesa;Lien, Ching-Ling
  • 通讯作者:
    Lien, Ching-Ling
An intersectional approach to identifying factors associated with anxiety and depression following the COVID-19 pandemic.
识别与焦虑和抑郁症相关的因素,一种与焦虑和抑郁症相关的相交方法。
  • DOI:
    10.1038/s41598-022-15695-5
  • 发表时间:
    2022-07-06
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Seens, Hoda;Lu, Ze;Fraser, James;MacDermid, Joy C.;Walton, David M.;Grewal, Ruby
  • 通讯作者:
    Grewal, Ruby
COVID-19 attributed Changes of Home and Family Responsibilities among Single Mothers
  • DOI:
    10.1177/0192513x221105247
  • 发表时间:
    2022-05-27
  • 期刊:
  • 影响因子:
    1.7
  • 作者:
    Gavidia, Lisbeth A. Pino;Seens, Hoda;Fraser, James;Sivagurunathan, Marudan;MacDermid, Joy C.;Brunton, Laura;Doralp, Samantha
  • 通讯作者:
    Doralp, Samantha

Fraser, James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('Fraser, James', 18)}}的其他基金

CREATE-Materials for Advanced Photonics and Sensing
CREATE-先进光子学和传感材料
  • 批准号:
    511093-2018
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 4.95万
  • 项目类别:
    Collaborative Research and Training Experience
Exploiting light: from quantum nanophotonics to advanced fabrication
利用光:从量子纳米光子学到先进制造
  • 批准号:
    RGPIN-2018-05192
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 4.95万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Exploiting light: from quantum nanophotonics to advanced fabrication
利用光:从量子纳米光子学到先进制造
  • 批准号:
    RGPIN-2018-05192
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 4.95万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
CREATE-Materials for Advanced Photonics and Sensing
CREATE-先进光子学和传感材料
  • 批准号:
    511093-2018
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 4.95万
  • 项目类别:
    Collaborative Research and Training Experience
Exploiting light: from quantum nanophotonics to advanced fabrication
利用光:从量子纳米光子学到先进制造
  • 批准号:
    RGPIN-2018-05192
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 4.95万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
CREATE-Materials for Advanced Photonics and Sensing
CREATE-先进光子学和传感材料
  • 批准号:
    511093-2018
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 4.95万
  • 项目类别:
    Collaborative Research and Training Experience
CREATE-Materials for Advanced Photonics and Sensing
CREATE-先进光子学和传感材料
  • 批准号:
    511093-2018
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 4.95万
  • 项目类别:
    Collaborative Research and Training Experience
Exploiting light: from quantum nanophotonics to advanced fabrication
利用光:从量子纳米光子学到先进制造
  • 批准号:
    RGPIN-2018-05192
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 4.95万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Controlling nano to microscale dynamics with light: from fundamental research to advanced fabrication
用光控制纳米到微米级动力学:从基础研究到先进制造
  • 批准号:
    298146-2013
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 4.95万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
On-the-fly control of laser additive manufacturing
激光增材制造的动态控制
  • 批准号:
    463305-2014
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 4.95万
  • 项目类别:
    Strategic Projects - Group

相似国自然基金

上调间充质干细胞LIGHT、IL-21及 Sig lec-10用于卵巢癌免疫协同增效治疗 的多模态影像学研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
LIGHT/HVEM-亮氨酸轴异常引起蜕膜基质细胞过度衰老致复发流产的机制研究
  • 批准号:
    32370914
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
LIGHT促NLRP3炎症小体活化介导他克莫司所致肾纤维化的作用机制研究
  • 批准号:
    82300855
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
LIGHT-HVEM通路提升CAR-T细胞抗肿瘤活性的机制研究
  • 批准号:
    82202031
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
LIGHT/TNFSF14通路对缺血再灌注肾损伤中细胞铁死亡影响的实验研究
  • 批准号:
    n/a
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
气道上皮细胞经LIGHT/HVEM通路调控哮喘气道微环境内稳态的机制及干预研究
  • 批准号:
    2020A151501040
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
MSCs通过免疫刺激因子LIGHT介导抗原缺失变异性乳腺癌的免疫效应及机制
  • 批准号:
    LY21H160003
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
Light助力中国科研团队提升国际影响力
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    6 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目
LIGHT(TNFSF14)诱导子痫前期的机制及其转化医学研究
  • 批准号:
    2019JJ20035
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
Light助力中国科研团队提升国际影响力
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    5 万元
  • 项目类别:
    专项基金项目

相似海外基金

Leveraging ultra-fast Cherenkov emission in scintillator-based TOF-PET by exploiting photon wavelength classification
通过利用光子波长分类,在基于闪烁体的 TOF-PET 中利用超快切伦科夫发射
  • 批准号:
    10659114
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 4.95万
  • 项目类别:
Leveraging ultra-fast Cherenkov emission in scintillator-based TOF-PET by exploiting photon wavelength classification
通过利用光子波长分类,在基于闪烁体的 TOF-PET 中利用超快切伦科夫发射
  • 批准号:
    10431263
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 4.95万
  • 项目类别:
Exploiting light: from quantum nanophotonics to advanced fabrication
利用光:从量子纳米光子学到先进制造
  • 批准号:
    RGPIN-2018-05192
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 4.95万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Exploiting light: from quantum nanophotonics to advanced fabrication
利用光:从量子纳米光子学到先进制造
  • 批准号:
    RGPIN-2018-05192
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 4.95万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Exploiting light: from quantum nanophotonics to advanced fabrication
利用光:从量子纳米光子学到先进制造
  • 批准号:
    RGPIN-2018-05192
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 4.95万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Exploiting light: from quantum nanophotonics to advanced fabrication
利用光:从量子纳米光子学到先进制造
  • 批准号:
    RGPIN-2018-05192
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 4.95万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
"Exploiting Mechanical Properties of Light: Photon-Supported Micromechanical Resonators, Quantum Vibrations, and Applications"
“利用光的机械特性:光子支持的微机械谐振器、量子振动和应用”
  • 批准号:
    418459-2012
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 4.95万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
"Exploiting Mechanical Properties of Light: Photon-Supported Micromechanical Resonators, Quantum Vibrations, and Applications"
“利用光的机械特性:光子支持的微机械谐振器、量子振动和应用”
  • 批准号:
    418459-2012
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 4.95万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
"Exploiting Mechanical Properties of Light: Photon-Supported Micromechanical Resonators, Quantum Vibrations, and Applications"
“利用光的机械特性:光子支持的微机械谐振器、量子振动和应用”
  • 批准号:
    418459-2012
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 4.95万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
"Exploiting Mechanical Properties of Light: Photon-Supported Micromechanical Resonators, Quantum Vibrations, and Applications"
“利用光的机械特性:光子支持的微机械谐振器、量子振动和应用”
  • 批准号:
    418459-2012
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 4.95万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了