Perustieteiden korkeakoulun väitöskirjat Aaltodoc-julkaisuarkistossa (ulkoinen linkki)
Perustieteiden korkeakoulun väitöskirjat ovat saatavilla yliopiston ylläpitämässä avoimessa Aaltodoc-julkaisuarkistossa.
Väitös, teknillinen fysiikka, MSc Elizabeth Pereira
Designing quantum sources via integrated photonics with non-Hermitian topological protection.
Väitös Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulusta, teknillisen fysiikan laitokselta.
Väitös Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulusta, teknillisen fysiikan laitokselta.
Noudatamme tapahtumissamme Aalto-yliopiston turvallisemman tilan periaatteita.
Väitöskirjan nimi: Designing quantum sources via integrated photonics with non-Hermitian topological protection
Väittelijä: Elizabeth Pereira
Vastaväittäjä: Professori Nuno Miguel Machado Reis Peres, University of Minho, Portugali
Kustos: Apulaisprofessori Jose Lado, Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu
Optisen häviön muuttaminen voimavaraksi topologisessa fotoniikassa
Energiahäviö on väistämätöntä todellisissa fysikaalisissa järjestelmissä, ja sitä pidetään yleensä ilmiönä, joka pyritään minimoimaan. Tässä väitöskirjassa tarkastellaan toisenlaista lähestymistapaa: häviön torjumisen sijaan osoitetaan, että sitä huolellisesti hallitsemalla voidaan luoda uudenlaisia valon tiloja. Erityisesti hallitusti suunniteltu optinen häviö voi synnyttää topologisia reunatiloja, jotka säilyvät tietynlaisista järjestelmän häiriöistä huolimatta.
Konsepti osoitettiin myös kokeellisesti ohjelmoitavalla integroidulla fotoniikkasirulla, joka koostuu toisiinsa kytketyistä optisista resonaattoreista. Hallitsemalla häviön määrää sirun eri kohdissa topologisia reunatiloja voitiin luoda pelkästään optisen häviön avulla. Väitöskirjassa kehitetään lisäksi koneoppimismenetelmiä, joiden avulla mitatuista optisista spektreistä voidaan määrittää yksittäisten resonaattoreiden hävikit ja resonanssitaajuudet. Tämä auttaa monimutkaisten fotonisten järjestelmien karakterisoinnissa.
Tulokset tarjoavat uuden näkökulman optiseen häviöön: pelkän rajoitteen sijaan sitä voidaan hyödyntää työkaluna poikkeuksellisia ja robustisia ominaisuuksia omaavien fotonisten järjestelmien suunnittelussa. Tulevaisuudessa tämä lähestymistapa voi edistää ohjelmoitavien fotoniikkateknologioiden sekä entistä robustimpien optisten ja kvantti-informaation käsittelyyn tarkoitettujen alustojen kehittämistä.
Avainsanat: Ei-hermiittinen fysiikka, Integroitu fotoniikka, Topologiset eristeet, Ohjattu koneoppiminen
Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 7 päivää ennen väitöstä): Aalto-yliopiston riiputussivu.
Yhteystiedot:
elizabeth.pereira@aalto.fi
Perustieteiden korkeakoulu väitöskirjat
Teknillisen fysiikan laitos
Teknillisen fysiikan laitos tekee uraauurtavaa tutkimusta fysiikan alalla ja luo korkean teknologiapotentiaalin teollisia sovelluksia.
Zoom pikaopas