Дисертації з теми "Photone"
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Snizhko, D. "Photone counting for single molecula acts registration." Thesis, КрНУ, 2018. http://openarchive.nure.ua/handle/document/7522.
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The proposed technic that included electrochemiluminescent amplification of the signal assists to obtain feedback on the interaction individual particles including organic molecules with an electrode. In the work the principal posibility to obtain a responce from a signal on ultramicroelectrodes is shown
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Upham, Jeremy. "Dynamic Photon Control by Photonic Crystals." 京都大学 (Kyoto University), 2011. http://hdl.handle.net/2433/142228.
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Heinze, Dirk, Artur Zrenner, and Stefan Schumacher. "Polarization-entangled twin photons from two-photon quantum-dot emission." AMER PHYSICAL SOC, 2017. http://hdl.handle.net/10150/624438.
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Semiconductor quantum dots are promising sources for polarization-entangled photons. As an alternative to the usual cascaded biexciton-exciton emission, direct two-photon emission from the biexciton can be used. With a high-quality optical resonator tuned to half the biexciton energy, a large proportion of the photons can be steered into the two-photon emission channel. In this case the degree of polarization entanglement is inherently insensitive to the exciton fine-structure splitting. In the present work we analyze the biexciton emission with particular emphasis on the influence of coupling of the quantum-dot cavity system to its environment. Especially for a high-quality cavity, the coupling to the surrounding semiconductormaterial can open up additional phonon-assisted decay channels. Our analysis demonstrates that with the cavity tuned to half the biexciton energy, the potentially detrimental influence of the phonons on the polarization entanglement is strongly suppressed-high degrees of entanglement can still be achieved. We further discuss spectral properties and statistics of the emitted twin photons.
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Lillich, Joachim. "Untersuchung der Produktion prompter Photonen und neutraler Pionen in der Photon-Photon-Streuung mit dem OPAL-Experiment." [S.l.] : [s.n.], 2004. http://deposit.ddb.de/cgi-bin/dokserv?idn=970692706.
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Saulnier, Nicole A. "Computational Modeling of Photonic Crystal Microcavity Single-Photon Emitters." Research Showcase @ CMU, 2011. http://repository.cmu.edu/dissertations/53.
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Conventional cryptography is based on algorithms that are mathematically complex and difficult to solve, such as factoring large numbers. The advent of a quantum computer would render these schemes useless. As scientists work to develop a quantum computer, cryptographers are developing new schemes for unconditionally secure cryptography. Quantum key distribution has emerged as one of the potential replacements of classical cryptography. It relies on the fact that measurement of a quantum bit changes the state of the bit and undetected eavesdropping is impossible. Single polarized photons can be used as the quantum bits, such that a quantum system would in some ways mirror the classical communication scheme. The quantum key distribution system would include components that create, transmit and detect single polarized photons.
The focus of this work is on the development of an efficient single-photon source. This source is comprised of a single quantum dot inside of a photonic crystal microcavity. To better understand the physics behind the device, a computational model is developed. The model uses Finite-Difference Time-Domain methods to analyze the electromagnetic field distribution in photonic crystal microcavities. It uses an 8-band k · p perturbation theory to compute the energy band structure of the epitaxially grown quantum dots. We discuss a method that combines the results of these two calculations for determining the spontaneous emission lifetime of a quantum dot in bulk material or in a microcavity. The computational models developed in this thesis are used to identify and characterize microcavities for potential use in a single-photon source. The computational tools developed are also used to investigate novel photonic crystal microcavities that incorporate 1D distributed Bragg reflectors for vertical confinement. It is found that the spontaneous emission enhancement in the quasi-3D cavities can be significantly greater than in traditional suspended slab cavities.
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Cordier, Martin. "Photon-pair generation in hollow-core photonic-crystal fiber." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019SACLT024/document.
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Les sources de paires de photons sont un composant essentiel des technologies émergentes en information quantique. De nombreux travaux ont permis des avancées importantes utilisant des processus non linéaires d'ordre 2 dans les cristaux et les guides d'ondes, et d'ordre 3 dans les fibres. Les limitations viennent dans le premier cas, des pertes et en particulier des pertes de couplage avec les fibres optiques et dans le second cas, du bruit dû à l'effet Raman dont le spectre est très large dans les fibres de silice. Ce projet propose une nouvelle architecture basée sur des fibres à cristal photonique à coeur creux (FCPCC) que l'on peut remplir de liquide ou de gaz non linéaire. Cette configuration permet la génération paramétrique de paires de photons corrélés par mélange à quatre ondes sans l'inconvénient de la diffusion Raman. Cette technologie offre une large gamme de paramètres à explorer en s'appuyant sur les propriétés physiques et linéaires contrôlables des FCPCC et la possibilité de remplissage de ces fibres avec des fluides aux propriétés non-linéaires variées. En effet, par une conception judicieuse de la FCPCC et un choix approprié du liquide ou du gaz, il est possible de (i) contrôler la dispersion et la transmission pour générer des photons corrélés sur une large gamme spectrale avec la condition d'accord de phase la plus favorable, (ii) d'ajuster la taille de coeur de la fibre et/ou sa forme pour augmenter sa non-linéarité ou son efficacité de couplage avec d'autres fibres et (iii) de s'affranchir totalement de l'effet Raman si on utilise par exemple un gaz monoatomique, ou d'obtenir des raies Raman fines, aisément discriminables des raies paramétriques dans le cas d'un liquidePhoton pair sources are an essential component of the emerging quantum information technology. Despite ingenious proposals being explored in the recent years based on either second order nonlinear processes in crystals and waveguides or on third order processes in fibers, limitations remain, due to losses and specifically coupling losses in the former case and due to Raman generation in silica, giving rise to a broad spectrum noise in the latter. These limitations have been challenging to lift because of the limited alternative nonlinear materials that fulfil the conditions for the generation of bright and high fidelity photon pairs in integrable photonic structures. In the present project, we develop a new and versatile type of photonic architecture for quantum information applications that offers access to a variety of nonlinear optical materials that are micro-structured in optical fiber forms to generate photon pairs, without the drawback of Raman scattering and with a large design parameter-space. Indeed, with a careful design of the HCPCF along with the appropriate choice of fluid, one can (i) control the dispersion and the transmission to generate photons with the most favourable phase-matching condition over a large spectral range, (ii) adjust the fibre core size and/or shape to enhance nonlinearity or the coupling efficiency with other fibres, (iii) totally suppress the Raman effect in monoatomic gases for instance or have only narrow and separated Raman lines that can thus be easily separated from the useful parametric lines in liquids
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Cajgfinger, Thomas. "Etudes théorique et expérimentale du suivi de particules uniques en conditions extrêmes : imagerie aux photons uniques." Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00999629.
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Ce manuscrit présente mon travail de thèse portant sur le détecteur de photons niques electron-bpmbarded CMOS (ebCMOS) à haute cadence de lecture (500 images/seconde). La première partie compare trois détecteurs ultra-sensibles et leurs méthodes d'amélioration de la sensibilité au photon : le CMOS bas bruit sCMOS), l'électron-multiplying CCD (emCCD) à multiplication du signal apr pixel et l'ebCMOS à amplification par application d'un champ électrique. La méthode de mesure de l'impact intra-pixel des photons sur le détecteur ebCMOS est présentée. La seconde partie compare la précision de localisation de ces trois détecteurs dans des conditions extrêmes de très bas flux de phtons (<10 photons/image). La limite théoriques est d'abord calculée à l'aide de la limite inférieure de Cramér-Rao pour ces jeux de paramètres significatifs. Une comparaison expérimentale des trois détecteurs est ensuite décrite. Le montage permet la création d'un ou plusieurs points d'accès contrôlés en position, nombre de photons et bruit de fond. Les résultats obtenus permettent une comparaison de l'efficacité, de la pureté et de la précision de localisation des sources. La dernière partie décrit deux expériences réalisées avec la caméra ebCMOS. La première consiste au suivi des nano-cristaux libres (D>10 µm2/s) au centre Nanoptec avec l''équipe de Christophe Dujardin. La seconde s'intéresse à la nage de bactéries en surface à l'Institu Joliot curie avec l'équipe de Laurence Lemelle. L'algorithme de suivi de sources ponctuelles au photon unique avec l'implémentation d'un filtre de Kalman est aussi décrit.
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Simonyan, Ani. "Dark Photon Search with the HPS Experiment at JLab." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS561/document.
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L'expérience HPS (Heavy Photon Search) au Jefferson Lab (USA)recherche un nouveau boson de jauge vecteur, nommé "photon lourd" ou "photon sombre", dans une fourchette de masse allant de 20 à 1000 MeV. Une telle particule couplerait avec le photon du modèle standard par effet de "kinetic mixing" et pourrait ainsi être émis par l'intermédiaire d'électrons. En utilisant un faisceau d'électron de haute intensité d’un à six GeV envoyé sur une cible de tungstène, HPS cherche à détecter une fine résonance dans le bruit de fond produit par les processus QED qui serait la signature d'un photon lourd. HPS exploitera aussi le fait qu'à très petit couplages, le photon lourd se désintègrera après une distance détectable, fournissant ainsi une seconde signature sous la forme d'un vertex éloigné de la cible. Dans cette thèse, je présente les motivations pour une telle recherche de photon lourd dans ce domaine spécifique de l'espace de phase, puis je présente le spectromètre HPS, en détaillant en particulier le calorimètre électromagnétique qui a été l'un de mes sujets d'étude. Ensuite, je présente mon travail utilisant une intégration Monte-Carlo pour calculer la section efficace des processus QED attendus dans l'expérience HPS. Finalement, je présente dans cette thèse mon analyse de donnée pour la recherche d'un pic sur le bruit de fond QED dans les données acquises au printemps 2015The heavy photon search (HPS) experiment in Jefferson Lab (USA) is looking for a new vector gauge boson, called "heavy photon" or "dark photon", in a mass range of 20 MeV to 1000 MeV. Such particle can couple to the standard model photon through kinetic mixing and therefore can be radiated in electron scatterings. Using a high intensity, one to six GeV electron beam sent onto a tungsten target, HPS will look for a narrow resonance above the QED background that would be a signature of a dark photon. HPS will also exploit the fact that for small couplings, this dark photon would also travel a detectable distance before decaying, providing a second signature in the form of a vertex away from the target. In this thesis, I will present the motivations to look for such a dark photon in this particular domain of phase space, then present the HPS spectrometer, with a particular focus on the electromagnetic calorimeter which was a focus of my work. Then, I will present my work using a Monte-Carlo integration to calculate the cross section of the expected background QED processes for the HPS experiment. The final part of my work presented in this thesis will be focused on my data analysis, looking for a bump on the QED background, I carried out using data taken in Spring 2015
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Schröder, Tim. "Integrated photonic systems for single photon generation and quantum applications." Doctoral thesis, Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät I, 2013. http://dx.doi.org/10.18452/16723.
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Im Rahmen der vorliegenden Dissertation wurden neuartige integrierte Einzelphotonenquellen (EPQ) und ihre Anwendung für die Quanteninformationsverarbeitung entwickelt und untersucht. Die Erzeugung von Einzelphotonen basiert auf einzelnen Defektzentren in nanometergroßen Diamantkristallen mit einzigartigen optischen Eigenschaften: Stabilität bei Zimmertemperatur ohne optisches Blinken. Diamantkristalle mit Größen bis unter 20nm wurden mit neuartigen „pick-and-place“ Techniken (z.B. mit einem Atomkraftmikroskop) in komplexe photonische Strukturen integriert. Zwei unterschiedliche Ansätze für die Realisierung der neuartigen EPQ wurden verfolgt. Beim ersten werden fluoreszierende Diamantkristalle in nano- und mikrometergroße Faser-basierte oder resonante Strukturen in einem „bottom-up“ Ansatz integriert, dadurch werden zusätzliche optische Komponenten überflüssig und das Gesamtsystem ultra-stabil und wartungsfrei. Der zweite Ansatz beruht auf einem Festkörperimmersionsmikroskop (FIM). Seine Festkörperimmersionslinse wirkt wie eine dielektrische Antenne für die Emission der Defektzentren. Es ermöglicht die höchsten bisher erreichten Photonenzählraten von Stickstoff-Fehlstellen von bis zu 2.4Mcts/s und Einsammeleffizienzen von bis zu 4.2%. Durch Anwendung des FIM bei cryogenen Temperaturen wurden neuartige Anwendungen und fundamentale Untersuchungen möglich, weil Photonenraten signifikant erhöht wurden. Die Bestimmung der spektralen Diffusionszeit eines einzelnen Defektzentrums (2.2µs) gab neue Erkenntnisse über die Ursachen von spektraler Diffusion. Spektrale Diffusion ist eine limitierende Eigenschaft für die Realisierung von Quanteninformationsanwendungen. Das Tisch-basierte FIM wurde außerdem als kompakte mobile EPQ mit Ausmaßen von nur 7x19x23cm^3 realisiert. Es wurde für ein Quantenkryptographie-Experiment implementiert, zum ersten Mal mit Siliziumdefektzentren. Des Weiteren wurde ein neues Konzept für die Erzeugung von infraroten EPQ entwickelt und realisiert.The presented thesis covers the development and investigation of novel integrated single photon (SP) sources and their application for quantum information schemes. SP generation was based on single defect centers in diamond nanocrystals. Such defect centers offer unique optical properties as they are room temperature stable, non-blinking, and do not photo-bleach over time. The fluorescent nanocrystals are mechanically stable, their size down to 20nm enabled the development of novel nano-manipulation pick-and-place techniques, e.g., with an atomic force microscope, for integration into photonic structures. Two different approaches were pursued to realize novel SP sources. First, fluorescent diamond nanocrystals were integrated into nano- and micrometer scaled fiber devices and resonators, making them ultra-stable and maintenance free. Secondly, a solid immersion microscope (SIM) was developed. Its solid immersion lens acts as a dielectric antenna for the emission of defect centers, enabling the highest photon rates of up to 2.4Mcts/s and collection efficiencies of up to 4.2% from nitrogen vacancy defect centers achieved to date. Implementation of the SIM at cryogenic temperatures enabled novel applications and fundamental investigations due to increased photon rates. The determination of the spectral diffusion time of a single nitrogen vacancy defect center (2.2µs) gave new insights about the mechanisms causing spectral diffusion. Spectral diffusion is a limiting property for quantum information applications. The table-top SIM was integrated into a compact mobile SP system with dimension of only 7x19x23cm^3 while still maintaining record-high stable SP rates. This makes it interesting for various SP applications. First, a quantum key distribution scheme based on the BB84 protocol was implemented, for the first time also with silicon vacancy defect centers. Secondly, a conceptually novel scheme for the generation of infrared SPs was introduced and realized.
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Knauer, Sebastian. "Photonic structure coupling and strain sensing with single photon emitters." Thesis, University of Bristol, 2016. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.715786.
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Kiyohara, Takayuki. "Generation of heralded multi-photon parallel state for realizing a large-scale photonic quantum circuit." Kyoto University, 2020. http://hdl.handle.net/2433/253284.
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Cande, Manutea. "Entangled photons in disordered media : from two-photon speckle patterns to Schmidt decomposition." Thesis, Grenoble, 2014. http://www.theses.fr/2014GRENY089/document.
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Cette thèse porte sur l'étude de la transmission par diffusion multiple de deux photons intriqués à travers un milieu désordonné. Ce travail théorique fait intervenir deux branches de la physique qui sont l'optique quantique et la physique ondulatoire en milieu aléatoire.Dans le premier chapitre, nous donnons les outils théoriques d'optique quantique nécessaires à la compréhension du travail exposé. Après une présentation de la quantification de la lumière dans un milieu ouvert, nous introduisons les principaux états quantiques de la lumière qui sont utilisés dans cette thèse. Dans un second temps, nous présentons la plus importante propriété des états quantiques étudiés, l'intrication quantique. Après une introduction générale, le concept d'intrication entre particules indistinguables est discuté.Étant donné le caractère aléatoire du milieu dans lequel la lumière se propage, les observables physiques considérées dans cette thèse doivent être étudiées statistiquement. De ce fait, le second chapitre présente une approche statistique de la diffusion de la lumière en milieu aléatoire. Nous considérons dans un premier temps une description microscopique de la diffusion multiple basée sur le formalisme de la fonction de Green. Par la suite, nous nous intéressons à une description macroscopique faisant intervenir la matrice aléatoire de diffusion.Dans le troisième chapitre, nous étudions la figure de tavelures à deux photons qui apparaît dans les mesures de coïncidences. Nous commençons par introduire les principales propriétés de l'état à deux photons considéré et discutons ensuite la cohérence de cet état de la lumière. Par la suite, nous présentons une analyse détaillée de la figure de tavelures obtenue par transmission d'un état à deux photons possédant un spectre fréquentiel large à travers un milieu désordonné. Nous discutons de la possibilité ou non d'observer dans les mesures de coïncidences des signatures du caractère non-classique de la lumière. Finalement, nous calculons la visibilité des figures de tavelures à un et deux photons et montrons comment l'intrication initiale modifie cette visibilité.Pour terminer, nous développons une nouvelle approche théorique permettant de quantifier la quantité moyenne d'intrication de l'état diffusé à travers un milieu aléatoire. En utilisant la théorie des matrices aléatoires, nous dérivons la décomposition de Schmidt de l'état diffusé qui possède une certaine quantité d'intrication. Nous montrons comment la statistique du milieu désordonné influence la densité des valeurs propres de Schmidt et quantifions l'intrication transmise grâce différentes mesures d'intrication telles que l'entropie de von Neumann des valeurs propres de Schmidt et le nombre de SchmidtThis thesis deals with the transmission by multiple scattering of high-dimensional bipartite entangled states of light through a random medium. This theoretical work merges two branches of physics, quantum optics and wave physics in random media.In the first chapter, we provide the basic toolbox of quantum optics required to understand further work. After a presentation of the quantization of light in an open medium, we introduce the main quantum states of light that are studied in the thesis. Then, we present the most important properties of quantum states, the quantum entanglement. After a general introduction, the still debated concept of entanglement between indistinguishable particles is presented and discussed.Because of the randomness of the medium in which the light propagates, the observables considered in this thesis have to be treated statistically. Hence, the second chapter presents a statistical approach to the multiple scattering of light. We first consider a microscopic description of the multiple scattering based on the so-called Green's function formalism and then turn to a macroscopic description which uses the random S-matrix formalism.In the third chapter, we study the two-photon speckle patterns appearing in coincidence measurements. We first introduce the main properties of the two-photon state that we consider and discuss the coherence of the two-photon light. Then, a detailed analysis of the two-photon speckle pattern obtained with a broadband two-photon state incident on a disordered medium is given. We discuss whether or not signatures of non-classical light can be seen in coincidence measurements. Finally, we calculate the visibility of the one- and two-photon speckle patterns and show how the entanglement present in the incident state affects these visibilities.Finally, we develop a new theoretical approach to quantify the average amount of entanglement in the scattered state. Using the random matrix theory, we derive the Schmidt decomposition of the scattered entangled state. We show how the statistics of the disorder impacts on the density of the Schmidt eigenvalues and quantify the entanglement through several measures of entanglement like the von Neumann entropy of Schmidt eigenvalues and the Schmidt number
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Danley, Tyler W. "Photon-Related Elliptic Azimuthal Asymmetry and Photon-Hadron Correlations with an Isolation Cut in Au+Au Collisions at v(s_NN )= 200 GeV at RHIC-PHENIX." Ohio University / OhioLINK, 2018. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=ohiou1542201804266935.
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Zheng, Dingwei. "Study and manipulation of photoluminescent NV color center in diamond." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00595302.
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Le contrôle des propriétés et la maîtrise du couplage cohérent d'objets quantiques individuels dans une matrice solide sont un enjeu essentiel pour le développement de l'information quantique. Les centres colorés dans le diamant, équivalent aux molécules artificielles, présentent des caractéristiques qui sont très prometteuses pour la réalisation d'une telle application. Parmi les centres colorés, le centre NV (azote-lacune) est le plus intéressant, dû en particulier à sa grande photostabilité à température ambiante. Le travail de cette thèse est consacré à l'étude des propriétés optiques et électroniques des centres colorés NV à température ambiante.
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Marseglia, Luca. "Nano-structures coupled to optically active defects in diamond." Thesis, University of Bristol, 2011. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.573911.
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Zhu, Di S. M. Massachusetts Institute of Technology. "Superconducting nanowire single-photon detectors on aluminum nitride photonic integrated circuits." Thesis, Massachusetts Institute of Technology, 2017. http://hdl.handle.net/1721.1/108974.
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Thesis: S.M., Massachusetts Institute of Technology, Department of Electrical Engineering and Computer Science, 2017.Cataloged from PDF version of thesis.
Includes bibliographical references (pages 85-91).
With recent advances in integrated single-photon sources and quantum memories, onchip integration of high-performance single-photon detectors becomes increasingly important. The superconducting nanowire single-photon detector (SNSPD) is the leading single-photon counting technology for quantum information processing. Among various waveguide materials, aluminum nitride (AlN) is a promising candidate because of its exceptionally wide bandgap, and intrinsic piezoelectric and electro-optic properties. In this Master's thesis, we developed a complete fabrication process for making high-performance niobium nitride SNSPDs on AlN, and demonstrated their integration with AlN photonic waveguides. The detectors fabricated on this new substrate material have demonstrated saturated detection efficiency from visible to near-IR, sub-60-ps timing jitter, and ~6 ns reset time. This work will contribute towards building a fully integrated quantum photonic processor.
by Di Zhu.
S.M.
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Purtov, Julia [Verfasser]. "Bio-inspired photonic surfaces by enhanced Two-Photon Lithography / Julia Purtov." Saarbrücken : Saarländische Universitäts- und Landesbibliothek, 2021. http://d-nb.info/1240674147/34.
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Kwan, Kai-Cheong. "The effects due to disorder in the applications of photonic band gap materials /." View Abstract or Full-Text, 2002. http://library.ust.hk/cgi/db/thesis.pl?PHYS%202002%20KWAN.
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Thesis (M. Phil.)--Hong Kong University of Science and Technology, 2002.Includes bibliographical references (leaves 58-59). Also available in electronic version. Access restricted to campus users.
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Choi, Hyeongrak. "Photonic crystal cavity with self-similar structure and single-photon Kerr nonlinearities." Thesis, Massachusetts Institute of Technology, 2017. http://hdl.handle.net/1721.1/108985.
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Thesis: S.M., Massachusetts Institute of Technology, Department of Electrical Engineering and Computer Science, 2017.Cataloged from PDF version of thesis.
Includes bibliographical references (pages 31-34).
We propose a design of photonic crystal cavity with self-similar electromagnetic boundary conditions, that achieve ultrasmall mode volume (Vff). The electric energy density of a cavity mode can be maximized in the air or dielectric region, depending on the choice of boundary conditions. We illustrate the design concept with a silicon-air ID photon crystal cavity that reaches an ultrasmall mode volume of Vff ~ 7.01 x 10- 5 [lambda]3 at [lambda] ~ 1550 nm. We show that the extreme light concentration in our design can enable ultra-strong Kerr nonlinearities, even at the single photon level. These features open new directions in cavity quantum electrodynamics, spectroscopy, and quantum nonlinear optics.
by Hyeongrak Choi.
S.M.
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Hassan, Safaa. "Optical Property Study of 2D Graded Photonic Super-Crystals for Photon Management." Thesis, University of North Texas, 2020. https://digital.library.unt.edu/ark:/67531/metadc1703318/.
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In this dissertation, we study the optical property of 2D graded photonic super-crystals (GPSCs) for photon management. We focused primarily on manipulation and control of light by using the newly discovered GPSCs which present great opportunity for electromagnetic wave control in photonic devices. The GPSC has been used to explore the superior capability of improving the light extraction efficiency of OLEDs. The enhancement of extraction efficiency has been explained in term of destructive interference of surface plasmon resonance and out-coupling of surface plasmon through phase matching provided by GPSC and verified by e-field intensity distributions. A large light extraction efficiency up to 75% into glass substrate has been predicted through simulation. We also study the light trapping enhancement in GPSCs. Broadband, wide incident angle, and polarization independent light trapping enhancement is achieved in silicon solar cells patterned with the GPSCs. In addition, novel 2D GPSCs were fabricated using holographic lithography through the interference lithography by two sets of multiple beams arranged in a cone geometry using a spatial light modulator (SLM). Finally, we also report a fabrication of GPSCs with a super-cell size of 12a×12a by using e-beam lithography. Diffraction pattern from GPSCs reveals unique diffraction properties. In an application aspect, light emitting diode arrays can be replaced by a single light emitting diode shinning onto the diffraction pattern for a uniform fluorescence.
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Klarup, Kyle. "Density Controlled Photon Pair Generation: a Prototype Source of Tunable Entangled Photons from Supercritical Xenon." Thesis, University of Oregon, 2018. http://hdl.handle.net/1794/23127.
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This dissertation describes the development and verification of a fiber based prototype system for generating entangled photon pairs with a reduced spontaneous Raman scattering background compared to solid-core optical fibers. To achieve this goal, the guidance properties of hollow-core photonic bandgap fibers are combined with the density variability and high optical nonlinearity of supercritical xenon fluid. The dispersion properties of the system provide the proper conditions for the spontaneous generation of entangled photons by the nonlinear process of degenerate four-wave mixing. By altering the density of supercritical xenon in the fiber, the conditions for the four-wave mixing can be modified to tune the frequencies of the entangled photons.
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Goegan, Bastien. "Synthèse et application d’inducteurs de gènes photo-activables pour le contrôle in vivo de l’expression d’un gène." Thesis, Strasbourg, 2017. http://www.theses.fr/2017STRAF078/document.
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La structuration des réseaux neuronaux est un processus fondamental qui assure le bon fonctionnement du cerveau. Afin de comprendre la formation et l’activité de ces réseaux, nous souhaitons développer une méthode qui permette de contrôler in vivo sous l’action de la lumière l'expression de gènes ciblés impliqués dans ce phénomène,à l’échelle d’une cellule neuronale individuelle. Pour ce faire, nous utilisons une réaction de photo-clivage permettant de libérer de façon contrôlée un inducteur d’expression de gène sous l’action de la lumière, à l’aide de groupements photo-labiles sensibles aux excitations bi-photoniques développés au laboratoire et favorables aux applications in vivo. Afin de photo-réguler l'expression des gènes in vivo et avec un contrôle spatiotemporel élevé, nous combinons le système d’expression de gène inductible par la tétracycline « Tet-on » à une variété de précurseurs photo-activables d’analogues de tétracycline que nous avons synthétisés. Ceci devrait nous permettre de disposer d’un système efficace pour l’expression in vivo d’un gène d’intérêt par excitation lumineuse,et plus précisément dans le but de photo-réguler le gène Kir2.1 impliqué dans la régulation de l’activité électrique des neuronesThe structural neural network’s is a fundamental process that ensures the proper functioning of the brain. To understand the formation and activity of these networks, we are developing a method which spatio-temporally controlled in vivo, the expression of targeted genes involved in this process at individual neuron cells scale by light. To achieve this in vivo tests, it is necessary to work with methods which are orthogonal to their cellular environment. Photochemical activation by photo-cleavage of an inert biological precursor offers a unique orthogonal way to attain this spatio-temporal control. Therefore, we have recently developed a new family of photoremovable group which are sensitive to two-photon (TP) excitation sensitive, in order to irradiate at favorable wave-lengths for in vivo applications. Moreover, to photo-regulate the expression of genes with high spatial and temporal resolution, we are combining the inducible gene expression system by tetracycline called « Tet-on » system to different photo-activable precursors of tetracycline analogs obtained by hemi-synthesis. All this, should allow us to get an effective system for the in vivo expression of a gene of interest by light excitation in order to photoactivate Kir2.1, a gene that cell autonomously silences the electrical activity of neurons in a subset of cells
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Tengner, Maria. "Photonic Qubits for Quantum Communication : Exploiting photon-pair correlations; from theory to applications." Doctoral thesis, KTH, Mikroelektronik och tillämpad fysik, MAP, 2008. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-4798.
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For any communication, the conveyed information must be carried by some physical system. If this system is a quantum system rather than a classical one, its behavior will be governed by the laws of quantum mechanics. Hence, the properties of quantum mechanics, such as superpositions and entanglement, are accessible, opening up new possibilities for transferring information. The exploration of these possibilities constitutes the field of quantum communication. The key ingredient in quantum communication is the qubit, a bit that can be in any superposition of 0 and 1, and that is carried by a quantum state. One possible physical realization of these quantum states is to use single photons. Hence, to explore the possibilities of optical quantum communication, photonic quantum states must be generated, transmitted, characterized, and detected with high precision. This thesis begins with the first of these steps: the implementation of single-photon sources generating photonic qubits. The sources are based on photon-pair generation in nonlinear crystals, and designed to be compatible with fiber optical communication systems. To ensure such a compatibility and to create a high-quality source, a theoretical analysis is made, optimizing the coupling of the photons into optical fibers. Based on the theoretical analysis, a heralded single-photon source and a two-crystal source of entangled photons-pairs are experimentally implemented. The source of entangled photons is further developed into a compact source with a narrow bandwidth compatible with standard telecommunication wavelength-division multiplexers, and even further developed to a more stable one-crystal source. The sources are to be used for quantum communication in general and quantum cryptography in particular. Specifically, a heralded single-photon source is implemented and then used for a full test of a decoy-state quantum cryptography protocol.QC 20100914
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Najafi, Faraz. "Superconducting nanowire single-photon detectors : new detector architectures and integration with photonic chips." Thesis, Massachusetts Institute of Technology, 2015. http://hdl.handle.net/1721.1/99836.
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Thesis: Ph. D., Massachusetts Institute of Technology, Department of Electrical Engineering and Computer Science, 2015.Cataloged from PDF version of thesis.
Includes bibliographical references (pages 153-161).
Superconducting nanowire single-photon detectors (SNSPDs) are a promising technology for long-distance optical communication and quantum information processing. Recent advances in single-photon generation, storage and detection technologies have spurred interest in integration of these components onto a single microchip, which would act as a low-power non-classical optical processor. In this thesis, I will present a method for the scalable integration of SNSPDs with photonic chips. I will show that, using a micron-scale flip-chip process, waveguide-coupled SNSPDs can be integrated onto a variety of material systems with high yield. This technology enabled the assembly of the first photonic chip with multiple adjacent SNSPDs with average system detection efficiencies beyond 10%. Using this prototype, we will show the first on-chip detection of non-classical light. I will further demonstrate optimizations to the detector design and fabrication processes. These optimizations increased the direct fabrication yield and improved the timing jitter to 24 ps for detectors with high internal efficiency. Furthermore, I will show a novel single-photon detector design that may have the potential to reach photodetection dead times below 1ns.
by Faraz Najafi.
Ph. D.
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Schwagmann, Andre. "On-chip single photon sources based on quantum dots in photonic crystal structures." Thesis, University of Cambridge, 2013. https://www.repository.cam.ac.uk/handle/1810/244393.
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In order to harness the enormous potential of schemes in optical quantum information processing, readily scalable photonic circuits will be required. A major obstacle for this scalability is the monolithic integration of quantum light sources with the photonic circuit on a single chip. This dissertation presents the experimental demonstration of different in-plane single photon sources that allow for this integration with planar light circuits. To this end, the spontaneous recombination of excitons in single indium arsenide quantum dots was exploited to generate single photons. The emission into on-chip waveguides was achieved by the use of advanced two-dimensional photonic crystal structures. First, slow-light effects in a unidirectional photonic crystal waveguide were exploited to achieve on-demand single photon emission with a rate of up to 18.7 MHz, corresponding to a remarkable estimated internal device efficiency of up to 47%. Waveguide-coupled L3 defect cavities with record Q-factors of up to 5150 were then studied for improved Purcell enhancement of the emission, and in-plane single photon generation from such a device was demonstrated. Finally, an electrically tunable, integrable quantum light source with a total tuning range of 1.9 nm was demonstrated by exploiting the quantum-confined Stark effect in an electrical PIN diode. These results are the first demonstrations of in-plane single photon emission at optical wavelengths and mark an important cornerstone for the realisation of fully integrated quantum photonic circuits in optical quantum information science.
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Xiong, Chunle. "Nonlinearity in photonic crystal fibres." Thesis, University of Bath, 2008. https://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.512286.
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This thesis introduces the linear and nonlinear properties of photonic crystal fibre (PCF), describes the fabrication and characterisation of different PCFs, and demonstrates their applications to supercontinuum (SC) generation and single-photon sources. The linear properties of PCF include endlessly single-mode transmission, highly controllable dispersion and birefringence. These unique properties have made PCFs the best media to demonstrate all kinds of nonlinear effects such as self-phase modulation (SPM), cross-phase modulation (XPM), Raman effects, four-wave mixing and modulation instability (FWM and MI), and soliton effects. The combination of these nonlinear effects has led to impressive spectral broadening known as SC generation in PCFs. The intrinsic correlation of signal and idler photons from FWM has brought PCF to the application of single-photon generation. Four projects about SC generation were demonstrated. The first was visible continuum generation in a monolithic PCF device, which gave a compact, bright (-20 dBm/nm), flat and single-mode visible continuum source extending to short wavelength at 400 nm. The second was polarised SC generation in a highly bire-fringent PCF. A well linearly polarised continuum source spanning 450-1750 nm was achieved with >99% power kept in a single linear polarisation. This polarised continuum source was then applied to tuneable visible/UV generation in a BIBO crystal. The third was residual pump peak removal for SC generation in PCFs. The fourth was to design an all-fibre dual-wavelength pumping for spectrally localised continuum generation. Two projects about photon pair generation using FWM were then demonstrated. One was an all-fibre photon pair source designed in the telecom band for quantum communication. This source achieved >50% heralding efficiency which is the highest in fibre photon pair sources reported so far. Another one was to design birefringent PCFs for naturally narrow band photon pair generation in the Si SPAD high detection efficiency range. 0.122 nm bandwidth signal photons at 596.8 nm were generated through cross polarisation phase matched FWM in a weakly birefringent PCF pumped by a picosecond Ti:Sapphire laser at 705 nm in the normal dispersion regime.
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Williams, Gareth Owen Scott. "Photochemical kinetics and fluorescence spectroscopy in photonic crystal fibres." Thesis, University of Edinburgh, 2013. http://hdl.handle.net/1842/11747.
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This thesis describes work carried out to demonstrate the use of photonic crystal fibres for the study of photochemistry reaction kinetics and fluorescence spectroscopy. Photonic crystal fibre allows the guidance of light, in a well-defined mode, over long path lengths. When the fibre’s microstructure is filled with a sample solution this, therefore, provides a greatly increased measurement path length and greater light-sample interaction than is possible in conventional spectroscopic systems, leading to enhanced sensitivity whilst greatly reducing the required sample volumes. The use of photonic crystal fibre as a micro reaction chamber for carrying out photochemical reactions and the study of their kinetics was achieved through monitoring the photoisomerisation of two azobenzene-based dyes, Disperse Red 1 and Disperse Orange 1, using real-time UV/Vis absorption spectroscopy. Both the 488 nm excitation laser and the broadband light source for the measurements were co-coupled through the fibre, giving perfect overlap of both with the sample. The fibre used for the measurements was a hollow core kagomé-type fibre with a core diameter of 19μm, giving a sample volume of 2.8 nL cm-1. The 30 cm path-length of the fibre allowed the use of sample concentrations down to 5×10-6 M, over an order of magnitude lower than in a conventional 1cm cuvette, with a sample volume of 90 nl in the core, a reduction of five orders of magnitude over conventional measurements. The kinetics of the photoisomerisation from the trans to the cis isomers of the dyes and the thermally driven cis-to-trans isomerisation could be tracked on the ms timescale, using a grating spectrometer which recorded the entire absorption spectrum of the dye. The data were numerically fitted using a custom model to take into account the properties of the fibre system. This led to the calculation of rate constants for the isomerisation processes in good agreement with those previously measured for these dye systems in bulk solution. Furthermore, the measurement of the dyes in pentane, in which they are highly insoluble, could be achieved due to the low concentrations that could be used; such measurements have not previously been reported. For the study of photonic crystal fibre as a system for the excitation and collection of fluorescence, two types of fibre were used; the same kagomé hollow-core fibre used for the photochemistry absorption measurements and a suspended-core “Mercedes” fibre. This allowed for the excitation of fluorophores in two contrasting environments. In the kagomé fibre fluorophores in bulk solution are excited whilst, in the Mercedes fibre, only fluorophores either on or in close proximity to the silica core interact with the evanescent field of the excitation light. The Fluorescein fluorophore was used initially to measure the detection limits in both fibre types and limits of 2x10-11 M in the kagomé and 10-9 M in the Mercedes fibre were obtained. This equates to 106 molecules in the kagomé fibre, which displays the lower detection limit due to greater light-sample interaction. Two-photon excitation of the Fluorescein fluorophore was then carried out using a mode-locked Ti-Sapphire laser as an excitation source, demonstrating the ability of the fibre system to sustain two-photon excitation of a long (30 cm) path length. The two-photon measurements showed remarkable detection sensitivity allowing detection of fluorescence from 10-9 M solutions of Fluorescein, showing the potential of using PCF for two-photon based experiments which are of particular interest in fields such as photodynamic therapy. A further study was carried out, using the two fibre types, for measurement of the fluorescence lifetime of the Rhodamine B fluorophore. Unperturbed lifetimes could be measured in the fibres showing no interference from the fibre. The measurements confirmed, in reference to known lifetime values, that in the kagomé fibre the excited fluorophores are in the bulk solution with only a minor influence from surface effects, whilst in the Mercedes fibre all of the excited molecules experience interaction with the surface of the silica core. This, therefore, gives a method of locating the fluorophores with respect to the fibre surface and the ability to choose between measurement of bulk solution and long path-length evanescent field-induced fluorescence.
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Frisson, Thibault. "Mesure de la luminosité pour l'expérience H1." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00166327.
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Depuis le début du fonctionnement de HERA, la mesure de la luminosité est réalisée en détectant les photons de bremsstrahlung émis par les électrons dans la région d'interaction. En raison des nouvelles conditions de fonctionnement, un nouveau détecteur de photons pour le système de luminosité de H1 a été développé et installé dans le tunnel à 104 mètres du point d'interaction. L'objet de cette thèse est d'analyser les données enregistrées par le détecteur de photons et d'étudier les variations de la luminosité dans H1 au cours des prises de données. Les méthodes de calcul de l'échelle d'énergie et de l'acceptance présentées dans cette thèse permettent de déterminer ces grandeurs toutes les quatre minutes avec une précision de l'ordre de 0,5 pour mille pour l'échelle d'énergie et de l'ordre de 2 pour mille pour l'acceptance. La position et la largeur du faisceau sont également mesurées toutes les quatre minutes avec une précision de l'ordre de 0,01 mm pour la position et de l'ordre de 0,05 mm pour la largeur. Ces résultats permettent de calculer la luminosité instantanée toutes les quatre minutes avec une erreur de l'ordre de 6,5 à 9,5 pour mille. Ces résultats sont en cours de validation pour devenir la méthode standard dans H1.J'ai également étudié les événements Compton élastique. La diffusion Compton élastique est utilisée pour une mesure complémentaire de la luminosité car sa section efficace est connue avec une bonne précision et la signature des événements dans le détecteur H1 est facilement identifiable.
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Di, Lorenzo Fabio. "Sintesi di immagini realistiche mediante l'uso del Photon differentials come estensione del Photon mapping." Bachelor's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2012. http://amslaurea.unibo.it/3908/.
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Questa tesi intende presentare una tecnica per la sintesi di immagini realistiche al calcolatore basata sul concetto di particle tracing. Il metodo proposto opera una stima sulla densità locale dei fotoni estendendo il concetto del photon differentials anche alla gestione delle riflessioni diffusive. Si è scelto di implementare il nuovo algoritmo di illuminazione globale all’interno di XCModel come estensione del photon mapping.
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Dyndal, Mateusz. "Two-Photon Interactions in Proton-Proton Collisions with the ATLAS Experiment at the LHC." Thesis, Paris 11, 2015. http://www.theses.fr/2015PA112186/document.
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Cette thèse présente la première mesure de la section efficace exclusive photon-photon-> di-leptons en collisions proton-proton à une énergie dans le centre de masse de 7 TeV dans l'expérience ATLAS au LHC. La mesure est réalisée avec toutes les données accumulées en 2011, pour une luminosité intégrée de 4.6/fb. La première partie de la thèse est dédiée à la description théorique de ce type d'interaction. Le calcul de l'amplitude de la réaction photon-photon-> di-leptons est bien connu dans le cadre du modèle standard de la physique des particules. Cependant, une complication apparaît au LHC avec la prise en compte des effets de taille finie du proton. Le calcul de cet effet est l'une de mes contributions personnelles. Il a donné lieu à une publication. La section efficace nominale est réduite d'environ 20% du fait de cet effet, ce qui n'est pas négligeable. La seconde partie de la thèse concerne la description des détecteurs de l'expérience ATLAS. J'y décris en particulier le travail que j'ai réalisé sur la simulation de certains de ces détecteurs, en particulier les détecteurs situés dans la ligne de vol des protons, qui permettent la mesure de la trajectoire de ces derniers. Enfin, la dernière partie de la thèse concerne la mesure expérimentale de la section efficace de la réaction photon-photon-> di-leptons en collisions proton-proton, comme mentionnée plus haut. Lorsque la paire de leptons est une paire de muons, on trouve que la section efficace exclusive est égale à 0.628 ± 0.032(stat) ± 0.021(syst) pb, pour le domaine cinématique suivant M(di-muons)>20 GeV, pT(muons)>10 GeV et |muons)<2.4. Lorsque la paire de leptons est une paire électron-positrons, nous avons obtenu une section efficace exclusive égale à 0.428 ± 0.035(stat) ± 0.018(syst) pb, pour M(ee)>24 GeV, pT(e)>12 GeV et |muons (e)|<2.4. De plus, ces mesures confirment que le facteur de réduction par rapport à la prédiction théorique nominale (sans prendre en compte les effets de taille finie du proton) est bien de 20% dans le domaine d'énergie de la mesure. Cette analyse a été publiée par la collaboration ATLAS. Une perspective pour cette mesure est de la réaliser à plus haute énergie avec les nouvelles données accumulées par l'expérience ATLAS à partir de 2015. De plus, une mesure directe de la trajectoire des protons pourrait aider à la sélection exclusiveThis thesis presents a first measurement of the exclusive cross section for the reaction photon-photon-> di-leptons in proton-proton collisions at center of mass energy of 7 TeV in the ATLAS experiment at the LHC. The measurement is realized with all data accumulated during the year 2011 with an integrated luminosity of 4.6/fb. The first part of the thesis is dedicated to the theoretical description of this kind of interactions. The calculus of the amplitude for the reaction photon-photon-> di-leptons is well known in the context of the standard model of particle physics. However, the situation at the LHC is more complex. It requires taking into account the finite size effects of the protons. The understanding of this effect and its evaluation is one of my personal contributions, which has been published. The nominal cross section is then reduced by about 20% following this effect, which is non negligible. The second part of the thesis concerns the description of the detectors of the ATLAS experiment. In particular, I describe the work I have realized on the simulation of some of these devices, mainly the detectors located in the direction of flight of the protons that allows a measurement of the trajectory of the scattered (intact) protons. Finally, the last part of the thesis is devoted to the experimental measurement of the cross section of the reaction photon-photon-> di-leptons in proton-proton collisions, as mentioned above. When the lepton pair is a pair of muons, we find an exclusive cross section of 0.628 ± 0.032(stat) ± 0.021(syst) pb, for the kinematical domain M(di-muons)>20 GeV, pT(muons)>10 GeV and |muons|<2.4. When the lepton pair is a pair of electrons (positrons), we have obtained an exclusive cross section of 0.428 ± 0.035(stat) ± 0.018(syst) pb, for M(ee)>24 GeV, pT(e)>12 GeV et |muons(e)|<2.4. Moreover, these measurements confirm that the reduction (suppression) factor with respect to the nominal theory prediction (without taking into account the finite size effect of the protons) is of the order of 20% in the energy domain of the measurement. A perspective for this work is to make the measurement at larger energy with the new data recorded by the ATLAS experiment since 2015. Moreover, a direct measurement of the trajectory of protons could help for the exclusive selection
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Bounouar, Samir. "Corrélation de photons sur un émetteur de photons uniques semi-conducteur à température ambiante." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00727393.
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Le travail proposé dans cette thèse est basé sur des expérience de corrélation de photons faites sur un émetteur de photon unique semi conducteur: une boite quantique de CdSe dans un nanofil de ZnSe. La première démonstration d'émission de photons unique d'une boite quantique épitaxiée à température ambiante y est présentée. Pour expliquer ce résultat, nous avons étudie expérimentalement et théoriquement l'efficacité de couplage exciton-phonon et ses conséquences sur l'intensité de l'exciton avec la température. Nous présentons également des résultats optiques portant sur la robustesse de cette structure à haute température. La technique de corrélation de photons est également appliquée sur des boites quantiques chargées. la présence du exciton chargé nous a permis de sondé la structure fine du trio excité, de décrire ses processus de relaxations et d'obtenir une mesure direct du temps de spin flip du trou sur l'état p. Des indication sont également données sur la nature possible du dopage. Nous avons aussi étudié la diffusion spectrale de l'émetteur causée par les fluctuations électroniques de son environnement. Par un travail théorique nous montrons comment interpréter l'effet de l'élargissement phonon de la raie homogène, (processus poissonien) combiné avec l'effet de la diffusion spectral (processus markovien) sur la fonction de corrélation de la demi-raie. Grâce à l'expérience, nous concluons sur la statistique de l'énergie d'émission de l'émetteur à haute température. Nous appliquons cette théorie sur les nanofils et interprétons les dépendances en température et en puissance des fluctuations de l'environnement grâce au modèle de Kubo-Anderson.
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Chen, Vincent W. "Fabrication and chemical modifications of photonic crystals produced by multiphoton lithography." Diss., Georgia Institute of Technology, 2011. http://hdl.handle.net/1853/45918.
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This thesis is concerned with the fabrication methodology of polymeric photonic crystals operating in the visible to near infrared regions and the correlation between the chemical deposition morphologies and the resultant photonic stopband enhancements of photonic crystals.
Multiphoton lithography (MPL) is a powerful approach to the fabrication of polymeric 3D micro- and nano-structures with a typical minimum feature size ~ 200 nm. The completely free-form 3D fabrication capability of MPL is very well suited to the formation of tailored photonic crystals (PCs), including structures containing well defined defects. Such structures are of considerable current interest as micro-optical devices for their filtering, stop-band, dispersion, resonator, or waveguiding properties. More specifically, the stop-band characteristics of polymer PCs can be finely controlled via nanoscale changes in rod spacings and the chemical functionalities at the polymer surface can be readily utilized to impart new optical properties.
Nanoscale features as small as 65 ± 5 nm have been formed reproducibly by using 520 nm femtosecond pulsed excitation of a 4,4'-bis(di-n-butylamino)biphenyl chromophore to initiate crosslinking in a triacrylate blend. Dosimetry studies of the photoinduced polymerization were performed on chromophores with sizable two-photon absorption cross-sections at 520 and 730 nm. These studies show that sub-diffraction limited line widths are obtained in both cases with the lines written at 520 nm being smaller. Three-dimensional multiphoton lithography at 520 nm has been used to fabricate polymeric woodpile photonic crystal structures that show stop bands in the visible to near-infrared spectral region.
85 ± 4 nm features were formed using swollen gel photoresist by 730 nm excitation MPL. An index matching oil was used to induce chemical swelling of gel resists prior to MPL fabrication. When swollen matrices were subjected to multiphoton excitation, a similar excitation volume is achieved as in normal unswollen resins. However, upon deswelling of the photoresist following development a substantial reduction in feature size was obtained. PCs with high structural fidelity across 100 µm × 100 µm × 32 layers exhibited strong reflectivity (>60% compared to a gold mirror) in the near infrared region. The positions of the stop-bands were tuned by varying the swelling time, the exposure power (which modifies the feature sizes), and the layer spacing between rods.
Silver coatings have been applied to PCs with a range of coverage densities and thicknesses using electroless deposition. Sparse coatings resulted in enhanced reflectivity for the stop band located at ~5 µm, suggesting improved interface reflectivity inside the photonic crystal due to the Ag coating. Thick coatings resulted in plasmonic bandgap behavior with broadband reflectivity enhancement and PC lattice related bandedge at 1.75 µm. Conformal titania coatings were grown onto the PCs via a surface sol-gel method. Uniform and smooth titania coatings were achieved, resulting in systematically red-shifted stopbands from their initial positions with increasing thicknesses, corresponding to the increased effective refractive index of the PC. High quality titania shell structures with modest stopbands were obtained after polymer removal.
Gold replica structures were obtained by electroless deposition on the silica cell walls of naturally occurring diatoms and the subsequent silica removal. The micron-scaled periodic hole lattice originated from the diatom resulted in surface plasmon interferences when excited by infrared frequencies. The hole patterns were characterized and compared with hexagonal hole arrays fabricated by focused ion beam etching of similarly gold plated substrate. Modeling of the hole arrays concluded that while diatom replicas lack long-ranged periodicity, the local hole to hole spacings were sufficient to generate enhanced transmission of 13% at 4.2 µm.
The work presented herein is a step towards the development of PCs with new optical and chemical functionalities. The ability to rapidly prototype polymeric PCs of various lattice parameters using MPL combined with facile coating chemistries to create structures with the desired optical properties offers a powerful means to produce tailored high performance photonic crystal devices.
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Chennoufi, Rahima. "Etudes des relations structure-activités de molécules photoactivables pour imager et déclencher des processus biologiques sous excitation 2-photon." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015SACLN022/document.
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Les travaux présentés dans ce manuscrit abordent l’étude de deux familles distinctes de molécules photoactivables induisant des processus biologiques différents sous excitation 2-photon : les triphénylamines (TPAs) et les Nanotriggers de deuxième génération (NTs). Les TPAs présentent un grand intérêt pour la thérapie photodynamique (PDT) 2-photon, grâce à leur section efficace d’absorption 2-photon élevées (325-764 GM) et leur capacité à induire la mort cellulaire, médiée par la production d’espèces réactives de l’oxygène (ROS) sous excitation 1- ou 2-photon. De plus, leur forte fluorescence permet d’imager la mort cellulaire grâce à un comportement singulier dans les cellules : les TPAs sont initialement localisés dans le cytoplasme des cellules vivantes, principalement au niveau mitochondrial, mais se re-localisent dans le noyau des cellules en apoptose. Les NTs de deuxième génération ont été conçus suivant le modèle de NT1, le premier Nanotrigger synthétisé. Leur structure générale a été conceptualisée pour se fixer à la protéine NO synthase (NOS) et générer un potentiel redox élevé uniquement sous excitation lumineuse, initiant ainsi un transfert d’électron à travers la NOS aboutissant à une production de NO. Les structures chimiques des sept molécules nouvellement synthétisées diffèrent à plusieurs niveaux. Cette étude a permis d’identifier, parmi les sept NT de deuxième génération, deux molécules ayant la capacité de pénétrer dans les cellules endothéliales, de cibler la eNOS et d’initier le transfert d’électron à travers la eNOS sous excitation 1- ou 2-photon. Les expériences réalisées au cours de cette thèse sur les deux familles de composés, ont également permis de mettre en évidence les relations entre la structure des molécules et les différents mécanismes induits par leur photo-activationThe presented works in this manuscript approach the study of two distinct families of photoactivatable molecules that induce different biological processes under 2-photon excitation : triphenylamines (TPAs) and second generation Nanotriggers (NTs). TPAs present a great interest for 2-photon photodynamic therapy (PDT), thanks to their high 2-photon absorption cross-sections (325-764 GM) and their ability to induce cell death mediated by reactive oxygen species (ROS) production under 1- or 2-photon excitation. Moreover, their high fluorescence allows the imaging of cell death due to their particular behaviour in cells: TPAs initially localize in the cytoplasm of living cells, but translocate to the nucleus of apoptotic cells. Second generation NTs were designed based on the model of NT1, the first synthesized Nanotrigger. Their general structure has been designed to bind to the NO Synthase protein (NOS) and generate a high redox potential under excitation only, leading to the initiation of the electron flow through the protein and resulting in NO production. The chemical structures of the seven newly synthesized molecules differ on many levels. This study has identified, among the seven second generation NTs, two molecules which are able to penetrate in endothelial cells, target eNOS and initiate the electron transfer at the eNOS level under 1- or 2-photon excitation. The experiments presented in this thesis allowed to establish structure-activity relationships for each compound family regarding the different mechanisms induced by their photoactivation
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Kelkar, Kapil S. "Semiconductor modeling for multi-layer, high field photo switch using sub-bandgap photons /." free to MU campus, to others for purchase, 2004. http://wwwlib.umi.com/cr/mo/fullcit?p1421147.
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Rengstl, Ulrich [Verfasser]. "III-V Semiconductor Photonic Integrated Circuits with Quantum Dots as Single-Photon Emitters / Ulrich Rengstl." München : Verlag Dr. Hut, 2017. http://d-nb.info/1140977695/34.
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Shirdel, Javid. "Photo-physical characterization of flavin-pyrene-phenothiazine molecular photonic complexes." [S.l.] : [s.n.], 2007. http://deposit.ddb.de/cgi-bin/dokserv?idn=985128062.
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Berman, Daniel. "From Photons to Photos: Mapping Functional and Organizational Properties of Human Visual Cortex with fMRI." The Ohio State University, 2015. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=osu1422972281.
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Chammam, Marwa. "Carbo-chromophores di, quadri, octupolaires pour l'absorption à deux photons." Thesis, Toulouse 3, 2020. http://www.theses.fr/2020TOU30236.
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Le manuscrit traite de la conception, la synthèse et l'étude des propriétés optiques d'absorption à un et deux photons d'une série de chromophores organiques à systèmes pi-conjugués étendus de la famille des carbo-mères, en s'appuyant sur des résultats préliminaires obtenus par l'équipe avec des carbo-benzènes quadripolaires à substituants fluorényles. Le phénomène d'absorption à deux photons (A2P) présentant une large gamme d'applications dans divers domaines tels que la photothérapie dynamique, le stockage de données, la microfabrication ou la limitation optique, il a fait l'objet de nombreuses études qui ont permis de définir des relations structure-propriétés (RSP) pour l'élaboration de systèmes efficaces, pour lesquelles des dérivés carbo-benzéniques répondent à plusieurs critères a priori. Le travail réalisé dans le cadre de cette thèse concerne essentiellement la synthèse et la caractérisation de carbo-benzènes dipolaires, quadripolaires et octupolaires fonctionnels. L'étude des propriétés optiques linéaires et non-linéaires des cibles "carbo-chromophores" isolées, réalisée en collaboration avec Gabriel Ramos-Ortiz, CIO, Mexique, est également présentée. Le premier chapitre, bibliographique, est divisé en deux parties. La première présente l'état de l'art en optique non linéaire, en particulier du 3ème ordre pour l'absorption à deux photons (A2P). Les applications de l'A2P, les techniques de mesures de section efficace et les RSP pour la conception de chromophores efficaces y sont détaillées. La deuxième partie dresse un état de l'art sur les molécules carbo-mères en détaillant leur synthèse et leurs propriétés. Le deuxième chapitre décrit des résultats de préparation et d'étude de carbo-benzènes quadripolaires. Il est divisé en trois parties. La première décrit la préparation de carbo-benzènes à substituants trifluorotolyle ainsi que l'étude de leurs propriétés d'absorption à un photon, de solubilité, d'accepteur d'électrons (par voltammétrie) et d'auto-assemblage sur surface (par imagerie STM). La deuxième partie présente la synthèse et l'étude comparative des propriétés d'absorption à un et deux photons de bis-dialkylthiényléthynyl-carbo-benzènes et de leur molécule parente à cœur simplement benzénique, les propriétés optiques ayant été étudiées en collaboration avec Gabriel Ramos-Ortiz. La troisième partie envisage des chromophores à cœur dicétopyrrolopyrrole, un motif chromophore classique en A2P, en vue de la synthèse de dérivés à deux substituants carbo-benzéniques. Le troisième chapitre se concentre sur la mise au point d'une nouvelle voie de synthèse de carbo-benzènes octupolaires faisant intervenir une stratégie de macrocyclisation inédite de type [6+6+6], l'objectif restant l'étude des propriétés d'A2P des cibles. Trois carbo-benzènes, à trois substituants fluorényléthynyle ou dialkylthiényléthynyle ont ainsi été préparés et caractérisés. Le quatrième chapitre aborde le défi de la synthèse de carbo-benzènes dipolaires portant des substituants donneurs (de type 4-alkoxy- ou 4-amino-phényles) et accepteurs (de type 4-nitro ou 4-cyano-phényles) en positions para. Les différentes stratégies de synthèse envisagées et les résultats obtenus sont détaillésThe manuscript deals with the design, synthesis and study of optical properties of one- and two-photon absorption in a series of organic chromophores with extended pi-conjugated systems of the carbo-mers family, based on preliminary results obtained by the group for quadrupolar carbo-benzenes with fluorenyl substituents. The phenomenon of two-photon absorption (A2P) presenting a wide range of applications in various fields such as dynamic phototherapy, data storage, microfabrication or optical limitation, it has been the subject of numerous investigations which have allowed the establishment of structure-property relationships (SPRs) for the development of efficient systems, for which carbo-benzene derivatives meet several criteria a priori. Within the framework of this thesis, the work mainly concerns the synthesis and characterization of dipolar, quadrupolar and octupolar functional carbo-benzenes. The study of linear and non-linear optical properties of the isolated "carbo-chromophore" targets, performed in collaboration with Gabriel Ramos-Ortiz, CIO, Mexico, is also presented. The first chapter, bibliographical in nature, is divided into two parts. The first one presents the state of the art in nonlinear optics, in particular at the 3rd order for two photon absorption (A2P). The applications of A2P, techniques of cross-section measurement, and RSPs for the design of efficient chromophores are detailed. The second part provides a state of the art on carbo-meric molecules by giving an overview of their synthesis and properties. The second chapter describes results on the preparation and study of quadrupolar carbo- benzenes. It is divided into three parts. The first one describes the preparation of trifluorotolyl-substituted carbo-benzenes as well as the study of their properties of one-photon absorption, solubility, electro-chemical reductibility (by voltammetry) and self-assembly on surface (by STM imaging). The second part presents the synthesis and comparative study of one- and two-photon absorption properties of bis-dialkylthienylethynyl-carbo-benzenes and their parent molecule with a simple benzene core, the optical properties having been studied in collaboration with Gabriel Ramos-Ortiz. The third part envisages chromophores with a diketopyrrolopyrrole core, a classical chromophoric unit in A2P, aiming at the ultimate synthesis of derivatives with two carbo-benzene substituents. The third chapter focuses on the development of a new route for the synthesis of octupolar carbo-benzenes based on a novel macrocyclization strategy of the [6 + 6 + 6] type, the objective remaining to study of A2P properties of the targets. Three carbo-benzenes, with three fluorenylethynyl or dialkylthienylethynyl substituents were thus prepared and characterized. The fourth chapter addresses the challenge of the synthesis of dipolar carbo-benzenes carrying donor substituents (of 4-alkoxy- or 4-amino-phenyl type) and acceptor (of 4-nitro or 4-cyano-phenyl type) in para positions. The different synthesis strategies that have been envisaged and the obtained results are detailed
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Rath, Patrik [Verfasser], and M. [Akademischer Betreuer] Wegener. "Integrated optomechanics and single-photon detection in diamond photonic integrated circuits / Patrik Rath ; Betreuer: M. Wegener." Karlsruhe : KIT-Bibliothek, 2016. http://d-nb.info/1123146136/34.
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Schmidt, Wolfgang-Gustav Ekkehart [Verfasser]. "Superconducting Nanowire Single-Photon Detectors for Quantum Photonic Integrated Circuits on GaAs / Wolfgang-Gustav Ekkehart Schmidt." Karlsruhe : KIT Scientific Publishing, 2020. http://d-nb.info/1213447836/34.
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Liu, Li. "Propriétés photo-physiques de nouveaux matériaux moléculaires pour la conversion de photons en énergie." Thesis, Strasbourg, 2017. http://www.theses.fr/2017STRAE010/document.
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Plusieurs processus photo-induits d'énergie et de transfert d'énergie ont été étudiés en solution et dans le film par spectroscopie d'absorption transitoire et de fluorescence pour deux types de cellules solaires. Combinés avec d'autres expériences et par une analyse globale, ces phénomènes ultrarapides avec leur durée de vie ont été observés et les scénarios photo-induits ont été déterminés. La compréhension approfondie des matériaux moléculaires pourrait aider les chimistes à concevoir des cellules solaires efficaces. La première étude sur l'influence des conceptions chimiques sur la formation et la séparation des charges implique différentes fractions donneuses et différents solvants et les résultats ont été expliqués par la théorie de Marcus-Jortner combinée avec le calcul quantique. La deuxième étude porte sur les complexes Fe (II) comme photosensibilisateurs pour les cellules solaires sensibilisées aux colorants. On a étudié une série de complexes de Fe (II) homo et hétérotéptiques avec des ligands de carbène et de terpyridine en solution et dans le film. La durée de vie de l'état de transfert de la charge métal-ligand du triplet d'enregistrement du complexe Fe (II) est obtenue en solution. La compréhension du film est en coursVarious photo-induced energy and energy transfer processes were investigated in solution and in the film by transient absorption and fluorescence spectroscopies for two types of solar cells. Combined with other experiments and through a global analysis, those ultrafast phenomena with their lifetimes were observed and the photo-induced scenarios were determined. The insight understanding of molecular materials could help chemists to design efficient solar cells.The first study about the influence of chemical designs on charge formation and separation involves different donor moieties and different solvents and the results were explained by Marcus-Jortner theory combined with quantum calculationThe second investigation is about Fe(II) complexes as photosensitizers for dye-sensitized solar cells. A series of homo- and heteroleptic Fe(II) complexes with carbene and terpyridine ligands have been studied in solution and in the film. The record triplet metal-to-ligand charge transfer state lifetime of Fe(II) complex is achieved in solution. The further understanding in the film is in progress
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Gach, Jean-Luc. "Imageurs à amplification." Thesis, Aix-Marseille, 2018. http://www.theses.fr/2018AIXM0317.
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La quête du détecteur parfait, sans bruit, capable de détecter des photons uniques dans le visible et l’infrarouge, et ultimement de déterminer leur énergie est le graal de la détection. Pour arriver à ce but, de nombreux scientifiques ont développé des dispositifs depuis plusieurs dizaines d’années, et les astronomes ont toujours été à la pointe en ce domaine. En ce sens les imageurs à amplification semblent être la voie la plus rapide et la plus prometteuse pour atteindre ce but ultime. Ainsi après un bref historique de l’état de l’art sont exposés les systèmes à comptage de photons (IPCS) développés au LAM, qui ont été utilisés sur les télescopes ESO 3m60, OHP 1m93 ou encore WHT 4m20. Sont ensuite abordés les dispositifs imageurs intégrés à amplification comme les EMCCD (Electron multiplying charge coupled devices) dans le visible, avec quelques exemples de leur utilisation en astronomie. C’est la technologie qui, appliquée aux senseurs de front d’onde, aura permis conjointement à d’autres développements l’avènement des optiques adaptatives extrêmes comme celle de l’instrument VLT-SPHERE ou encore de SUBARU-SCExAO. Pour finir les e-APD (electron initiated avalanche photodiode) dans l’infrarouge seront abordés. Les e-APD ont cette propriété très intéressante d’être des amplificateurs quasi parfaits, et ont une capacité à détecter l’énergie des photons, des propriétés qui seront développées et analysées. Nous finirons par les perspectives et les progrès que nous sommes en droit d’attendre dans les prochaines annéesThe quest for the perfect, noiseless detector, capable of detecting unique photons in the visible and infrared, and ultimately determining their energy is the grail of detection. To achieve this goal, many scientists have developed devices for several decades, and astronomers have always been at the forefront in this area. In this sense amplification imagers seem to be the fastest and most promising way to achieve this ultimate goal. Thus, after a brief history of the state of the art are exposed the photon counting systems (IPCS) developed at LAM, which were used on ESO telescopes 3m60, OHP 1m93 or WHT 4m20. Imaging integrated imaging devices such as Electron Multiplying Charge Coupled Devices (EMCCDs) are then discussed in the visible, with some examples of their use in astronomy. It is the technology that, applied to the wavefront sensors, has jointly enabled other developments the advent of extreme adaptive optics such as the VLT-SPHERE or SUBARU-SCExAO. To finish the e-APD (electron-induced avalanche photodiode) in the infrared will be discussed. E-APDs have this very interesting property of being almost perfect amplifiers, and have an ability to detect photon energy, properties that will be developed and analyzed. We will end up with the prospects and the progress that we are entitled to expect in the coming years
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Verger, Arnaud. "Etude théorique des propriétés non-classiques de la lumière émise par des microcavités semiconductrices dans le régime de couplage fort." Paris 6, 2007. http://www.theses.fr/2007PA066669.
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Ce mémoire de thèse a pour sujet l'étude théorique des propriétés non-classiques de la lumière émise par les microcavités semiconductrices dans le régime de couplage fort. Dans ce cadre, nous avons étudié ces structures comme des sources de photons uniques ou de photons jumeaux. Nous avons démontré dans un premier temps l'opportunité de créer une source de lumière de statistique sub-poisonnienne à partir de structures photoniques confinées. Pour des boîtes photoniques suffisamment étroites au sein de microcavités semiconductrices, on atteint un régime non-linéaire tel que l'introduction d'un seul photon suffit à décaler la résonance d'absorption de la structure de plus d'une largeur de raie, engendrant le phénomène de blocage quantique. Nous avons montré qu'en utilisant ce mécanisme de blocage, il est possible de créer une source de photons uniques originale, dont nous avons présenté les caractéristiques. Nous avons présenté les différents aspects de son fonctionnement tant en régime continu qu'en régime pulsé. Dans un deuxième temps, nous avons étudié les propriétés de corrélation entre paires signal et complémentaire émises par fluorescence paramétrique dans une configuration d'excitation symétrique dans une microcavité planaire. En utilisant l'algorithme de Monte Carlo quantique, nous avons montré qu'il existe des corrélations quantiques entre ces deux faisceaux. En étudiant l'impact du désordre (qui brise l'invariance par translation) de la cavité sur ces corrélations, nous montrons que celui-ci dégrade le caractère quantique des corrélations lorsque l'intensité de l'excitation est modérée. La dépendance en intensité des corrélations quantiques entre faisceaux a été caractérisée au-dessus et en-dessous du seuil d'instabilité paramétrique, nous permettant d'identifier le régime où le caractère non-classique du système est maximal.
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Liu, Kun. "Observation du boson de Higgs dans sa désintégration en gamma+gamma et recherche de sa désintégration en Z+gamma avec le détecteur ATLAS." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2014. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01071714.
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Ce travail de thése concerne la recherche du boson de Higgsa laide de canaux de désinégration contenant des photons dans létat final, baée sur les données enregistrées par le détecteur ATLAS en 2011 et 2012, a une énergie dans le centre de masse des collisions proton-proton center-mass-energy et 8 TeV. La sélection deséévenements, les principaux bruits de fond, les propriéés du signal, la discrimination statistique entre signal et bruits de fond, ainsi que l'interprétation des ésultats en terme de boson de Higgs du moéle standard sont discués. Dans le canal de désinégration H to gamma+gamma, un excés par rapport au niveau de bruit de fond est clairement visible a une masse mH=126,8 +- 0,2(stat) +- 0,7(syst) GeV et avec une significativité locale de7,4 sigma. En revanche, dans le canal de désinégration rareH to Z+gamma, aucun excés n'est obseré dans la feétre de masse allant de 120 a 150 GeV. Ce résultat est interpéé comme une limiteégalea 11 fois la valeur de la section efficace de production pp to H to Z+gamma prédite par le moéle standard pour une masse du boson de Higgs de mH = 125,5 GeV, proche de celle mesurée dans les canaux engamma+gamma et en quatre leptons. Une reconstruction et une identification efficace des photons, ainsi qu'une connaissance précise des performances du systéme de éclenchement et de l'algorithme d'identification, sont des aspects importants de ces mesures. Une grande partie de ce manuscrit est ainsi consacréea la description de l'optimisation de ces performances et des activités de mesures que j'ai réalisées pendant ces trois années.
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Jacques, Vincent. "Source de photons uniques et interférences à un seul photon.De l'expérience des fentes d'Young au choix retardé." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00281163.
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Ce mémoire est divisé en deux parties indépendantes.Dans la première partie, nous étudions la dualité onde-corpuscule pour un photon unique émis par excitation impulsionnelle d'un centre coloré NV individuel dans un nanocristal de diamant. Nous présentons dans un premier temps une expérience d'interférence à un photon réalisée avec un biprisme de Fresnel et par conséquent très proche conceptuellement de l'expérience standard des trous d'Young. Cette expérience permet de discuter de la complémentarité entre interférence et connaissance du chemin suivi par la particule dans l'interféromètre. Pour pénétrer davantage dans les problèmes conceptuels soulevés par la dualité onde-corpuscule, nous décrivons ensuite la réalisation expérimentale de l'expérience de pensée de "choix retardé", qui fût proposée par J. A. Wheeler au début des années soixante-dix.
La deuxième partie du mémoire est dédiée à l'amélioration des performances de sources de photons uniques. Nous décrivons ainsi la mise au point d'une nouvelle source de photons uniques fondée sur l'émission d'un centre coloré individuel à base d'impuretés de nickel dans le diamant, dont les propriétés d'émission sont bien adaptées à la cryptographie quantique en espace libre. Nous avons également mis en oeuvre une technique originale qui améliore de façon significative la photostabilité de molécules individuelles à température ambiante.
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Sgandurra, Louis. "Calibration du calorimètre électromagnétique à l’aide des événements Z -> µµγ et recherches de bosons de Higgs additionnels dans le canal H -> γγ dans l’expérience CMS au LHC". Thesis, Lyon 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LYO10135/document.
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Les paramètres du Modèle Standard de la physique des particules ont été vérifiés expérimentalement avec une grande précision. A l'aide du mécanisme de Higgs, ce modèle permet de briser la symétrie de jauge de l'interaction électro-faible et prédit l'existence d'une particule reliquat : le boson de Higgs. Cependant, l'incapacité du Modèle Standard à décrire certains phénomènes et le choix ad hoc de plusieurs de ses paramètres semble suggérer qu'il n'est qu'une approximation d'une théorie plus générale. Des modèles au delà du Modèle Standard, comme les 2HDM ou le NMSSM par exemple, remédient à certaines de ses limitations et postulent l'existence de bosons de Higgs additionnels. La première partie de mes travaux porte sur l'étude des désintégrations Z → μ¯μγ, qui sont particulièrement adaptés à la calibration du calorimètre électromagnétique de CMS, étant une des seules sources de vrais photons de haute énergie du Modèle Standard sélectionnables avec une grande pureté. Ces évenements nous ont notamment été utiles pour extraire l'échelle d'énergie des photons pour les données à 7 et 8 TeV. La seconde partie de mon travail traite de la recherche de bosons de Higgs additionnels se désintégrant en une paire de photons, avec une masse invariante inférieure à 125 GeV. De par son état final clair en milieu hadronique et grâce à la très bonne résolution de notre calorimètre électromagnétique, ce canal nous permet de reconstruire une résonance de faible largeur dans le spectre de masse invariante des événements diphotonsThe parameters of the Standard Model of particle physics have been verified experimentally with a very high accuracy. With the Higgs mechanism, this model explains the origin of the mass of the W and Z bosons, while keeping the photon massless, and thus breaks the gauge symmetry of the electroweak interaction. This mechanism is associated with a particle : the Higgs boson. The inability of this model to describe certain phenomena or the ad hoc choice of some parameters seems to suggest that it is only an approximation of a more general theory. Models beyond the Standard Model, such as 2HDM or NMSSM for example, can compensate some of its limitations and postulate the existence of additional Higgs bosons. Thus, in addition to the study of the photon energy in order to calibrate in situ the CMS electromagnetic calorimeter, my thesis also includes the search for additional Higgs bosons decaying into two photons.The first part of my work focuses on the study of decays Z → μ¯μγ, one of the only sources of real high-energy photons of the Standard Model selectable with a high purity. These events, in spite of their low cross section, are particularly suitable for the calibration of the CMS electromagnetic calorimeter. With these ones, we have extracted the energy scale of photons for 7 and 8 TeV data, have developed a method for measuring the energy resolution of the ECAL and have studied an algorithm designed to reduce the loss of resolution due to the increase of pileup. The second part of my work deals with the search for additional Higgs bosons decaying into a pair of photons with an invariant mass below 125 GeV. Our analysis is based on the Standard Model H → γγ study, which has been essential for the discovery of the new boson at 125 GeV. After the reoptimization of the analysis to improve efficiency on the signal and correctly take into account the Drell-Yan background, which becomes very important near the Z peak, we have been able to extract limits on the cross section of an additional Higgs boson between 90 and 115 GeV
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Urdabayev, Nurtay. "Development of Photoreactive Organic Compounds with Large Two-Photon Absorption Cross Sections." Bowling Green State University / OhioLINK, 2006. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=bgsu1148914562.
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Saravi, Sina [Verfasser], Thomas [Gutachter] Pertsch, Kurt [Gutachter] Busch, and Angelis Costantino [Gutachter] De. "Photon-pair generation in photonic crystal waveguides / Sina Saravi ; Gutachter: Thomas Pertsch, Kurt Busch, Costantino De Angelis." Jena : Friedrich-Schiller-Universität Jena, 2019. http://d-nb.info/1177386623/34.
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Tal, Amir. "THREE-DIMENSIONAL MICRON-SCALE METAL PHOTONIC CRYSTALS VIA MULTI-PHOTON DIRECT LASER WRITING AND ELECTROLESS METAL DEPOSITION." Master's thesis, University of Central Florida, 2007. http://digital.library.ucf.edu/cdm/ref/collection/ETD/id/3889.
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Three-dimensional (3D) metal photonic crystals (MPCs) can exhibit interesting electromagnetic properties such as ultra-wide photonic or "plasmonic" band gaps, selectively tailored thermal emission, extrinsically modified absorption, and negative refractive index. Yet, optical-wavelength 3D MPCs remain relatively unexplored due to the challenges posed by their fabrication. This work explores the use of multi-photon direct laser writing (DLW) coupled with electroless metallization as a means for preparing MPCs. Multi-photon DLW was used to prepare polymeric photonic crystal (PC) templates having a targeted micron-scale structure and form. MPCs were then created by metallizing the polymeric PCs via wet-chemical electroless deposition. The electromagnetic properties of the polymeric PCs and the metallized structures were characterized using Fourier transform infrared spectroscopy. It is shown that metallization transforms the optical properties of the structures from those of conventional 3D dielectric PCs to those consistent with 3D MPCs that exhibit ultra-wide photonic band gaps. These data demonstrate that multi-photon DLW followed by electroless deposition provides a viable and highly flexible route to MPCs, opening a new path to metal photonic materials and devices.M.S.
Optics and Photonics
Optics and Photonics
Optics MS
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Jobunga, Eric Ouma. "Beyond-the-dipole effects in strong-field photoionization using short intense laser pulses." Doctoral thesis, Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät, 2016. http://dx.doi.org/10.18452/17653.
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Die Entwicklung Freier-Elektronen-Laser und einer neuen Generation von Strahlungsquellen erlaubt die Realisierung hoher Intensitäten und kurzer Pulsdauern. Im Regime niedriger Laserintensitäten war bisher die Dipolnäherung recht erfolgreich bei der Beschreibung der durch die Licht-Materie-Wechselwirkung erzeugten Dynamik, wodurch viele experimentell beobachtete Resultate reproduziert werden konnten. Bei den durch die neuen Strahlungsqullen erzeugten bisher unerreichten Intensitäten und Rönten-Wellenlängen kann die Dipolnäherung allerdings zusammenbrechen. Höhere Multipol-Wechselwirkungen, die mit dem Strahlungsdruck assoziiert werden, sollten dann erwartungsgemäß wichtig zur genauen Beschreibung der Wechselwirkungsdynamiken werden. In dieser Arbeit wird eine Methode zur Lösung der nichtrelativistischen zeitabhängigen Schrödingergleichung zur Beschreibung von Systemen mit einem einzelnen aktiven Elektron, das mit einem Laserfeld wechselwirkt, über die Dipolnäherung hinausgehend erweitert. Dabei wird sowohl die Taylor- als auch die Rayleight-Multipolentwicklung des Retardierungsterms ebener Wellen verwendet. Es wird erwartet, dass die Berücksichtigung höherer Ordnungen der Multipolwechselwirkung zu einer erhöhten Genauigkeit und Richtigkeit der Resultate führen. Weiterhin wird gezeigt, dass die Rayleigh-Multipolentwicklung für gleiche Laserparameter genauer ist und schneller zur Konvergenz der numerischen Rechnung führt. Die nicht-Dipoleffekte spiegeln is sowohl in den differentiellen als auch den totalen Ionisierungswahrscheinlichkeiten in Form von erhöhten Ionisierungsausbeuten, verzerrten ATI Strukturen und einer Asymmetrie in der Photoelektronenwinkelverteilung in der Polarisations und Propagationsrichtung wider. Es wird beobachtet, dass die nicht-Dipoleffekte mit der Intensität, Wellenlänge und Pulsdauer zunehmen. Es werden Ergebnisse sowohl für das Wasserstoffatom als auch das Heliumatom gezeigt.The development of free-electron lasers and new generation light sources is enabling the realisation of high intensities and short pulse durations. In the weak-field intensity regime, the electric dipole approximation has been quite successful in describing the light-matter interaction dynamics reproducing many of the experimentally observed features. But at the unprecedented intensities and x-ray wavelengths produced by the new light sources, the electric dipole approximation is likely to break down. The role of higher multipole-order terms in the interaction Hamiltonian, associated with the radiation pressure, is then expected to become important in the accurate description of the interaction dynamics. This study extends the solution of the non-relativistic time dependent Schrödinger equation for a single active electron system interacting with short intense laser pulses beyond the standard dipole approximation. This is realized using both the Taylor and the Rayleigh plane-wave multipole expansion series of the spatial retardation term. The inclusion of higher multipole-order terms of the interaction is expected to increase the validity and accuracy of the calculated observables relative to the experimental measurements. In addition, it is shown that for equivalent laser parameters the Rayleigh multipole expansion series is more accurate and efficient in numerical convergence. The investigated non-dipole effects manifest in both differential and total ionization probabilities in form of the increased ion yields, the distorted above-threshold-ionization structure, and asymmetry of the photoelectron angular distribution in both polarization and propagation directions. The non-dipole effects are seen to increase with intensity, wavelength, and pulse duration. The results for hydrogen as well as helium atom are presented in this study.