نادي المجلة 2014 | مجموعة تانابي للبنية الضوئية

نادي المجلة

حسب السنة (أبريل - ديسمبر)

السنة المالية 2014.

مقدم من.

أدى الطلب على التكامل العالي للأجهزة وانخفاض استهلاك الطاقة إلى الحاجة إلى مكونات إلكترونية نانوية. في هذه الدراسة، تم تشكيل مفتاح ذري عن طريق تشكيل تلامس ألومنيوم بالحجم الذري في عنق سلك ألومنيوم. ويعتمد ذلك على التغير في التوصيل الكهربائي الناجم عن التغير في موضع الذرات، والذي يسمى الهجرة الكهربائية، والذي يحدث عند تطبيق تيار كهربائي على التلامس. في هذا البحث، تُستخدم ثنائية الموصلية الكهربائية في تطبيقات الذاكرة.

مقدم من.

لا يزال متى وأين وكيف تلعب جزيئات الغازات دورًا في عملية التمثيل الغذائي للكائنات الحية غير معروف إلى حد كبير. ويرجع ذلك إلى طبيعة الغازات نفسها وصعوبة قياسها. وغالبًا ما يُستخدم ضوء تشتت Raman للكشف عن جزيئات الغاز، ولكن شدة ضوء تشتت Raman ضعيف ويصعب اكتشافه. في هذه الورقة البحثية، تم بنجاح تصنيع جهاز جديد لقياس ورسم خرائط أطياف رامان لمقاطع دماغ الفأر باستخدام جهاز تشتت رامان المحسن السيرفيس (SERS) بتكلفة أقل وبطريقة مبسطة.

مقدم من.

في الآونة الأخيرة، تمت دراسة الميكانيكا الضوئية القائمة على ضغط الإشعاع الضوئي، ولكن يعتبر تشغيلها صغيرًا جدًا (بضعة نانومترات) وغير مناسب للتطبيقات. في هذه الورقة البحثية، تم تصنيع هيكل "المنشار المنشاري الفوتوني" وتم بنجاح اقتران مرنان وتبادل الفوتونات باستخدام الدوران الميكانيكي البصري.

مقدم من.

يعد تطوير مصدر مستقر أحادي الفوتون تحدياً مهماً في مجال الاتصالات الكمية. وتمثل النقاط الكمومية حلاً لهذه المشكلة. يعتمد استقرار توليد الفوتون الأحادي الفوتون بشدة على شدة الليزر، حيث تحدث تذبذبات رابي في عدد توليد الفوتون الأحادي الفوتون بسبب التغيرات في منطقة النبض. في هذه الدراسة، تم توليد فوتونات أحادية الفوتون بشكل مستقر باستخدام تقنية الممر السريع الأدياباتيكي (Adiabatic Rapid Passage)، حيث يتم تطبيق التذبذب الإيجابي على النبضة الساقطة، وتم توليد فوتونات أحادية من نفس الطبيعة بشكل مستمر مع احتمال 99.51 TP3T، كما أكد هونغ أوو ماندل تم تأكيد النتائج بواسطة تداخل هونغ أوو ماندل.

مقدم من.

تجويف QEDs التجويف هو مفهوم معروف في الاتصالات الكمية، حيث يمكن استخدامه كمصدر أحادي الفوتون وللتبادل البصري للحالات الكمومية. الذرات في تجويف QED لها دائمًا تذبذبات رابي في التجويف QED، والتي تتحرك باستمرار بين المستوى المثار والمستوى المرجعي. ويُعتقد أنه يمكن التحكم في توصيل المعلومات الكمية عن طريق التحكم في هذه التذبذبات. ومع ذلك، في حين أن هذا التحكم قد تحقق في نظام الموجات الميكروية، إلا أنه لم يتحقق في نظام الترددات الضوئية. تصف هذه الورقة البحثية كيفية تحقيق ذلك باستخدام البلورات الضوئية وتأثير انزياح ستارك.

مقدم من.

في ميكانيكا الكم، تحدد القدرة على تحديد حالات التراكب ما إذا كان التداخل الكمي يحدث أم لا. وأيضًا، من خلال مراقبة إحدى الحالتين المتشابكتين كموميًا، يمكن معرفة الحالة الأخرى. في هذه الورقة، نقدم مفهوم التصوير الكمي الذي يستغل هاتين الخاصيتين المثيرتين للاهتمام. على وجه التحديد، إنه نظام يتيح تصوير الجسم المراد رصده، دون رصد الضوء نفسه الذي يتفاعل مع الجسم. ومن المتوقع أن يؤدي ذلك إلى توسيع نطاق اختيار أجهزة الكشف ومصادر الضوء. علاوة على ذلك، تتميز هذه الطريقة عن الطرق الأخرى للتصوير الكمي بأنها ليست ضرورية لإجراء قياسات المصادفة.

مقدم من.

من المتوقع أن يتم تطبيق المواد الخارقة على تقنية التخفي والعدسات الفائقة، ولكن سلوكها يتحدد من خلال المواد التي تشكل المواد الخارقة وطريقة ترتيبها، لذلك اعتُبر من الصعب تصنيع مواد تتطلب مؤشرات انكسار عالية ومواد أخرى نادراً ما توجد في الطبيعة. توضح هذه الورقة البحثية أنه يمكن إنشاء بايتات المواد الخارقة ذات أي ثابت عازل كهربائي من خلال الجمع بين مادتين فقط تسمى بتات المواد الخارقة، وأنه يمكن تصنيع العدسات الفائقة وغيرها من الأجهزة من خلال ترتيبها بشكل مناسب.

مقدم من.

إن تصنيع الأجهزة الضوئية على ركائز بلاستيكية رقيقة وناعمة مفيد لتطبيقات مثل أجهزة الاستشعار التي يمكن استخدامها على سطح جلد الإنسان، ولكن طرق التصنيع التقليدية يصعب دمجها بطرق معقدة وقدرتها محدودة. في هذه الدراسة، قام المؤلفون بتصنيع أجهزة ضوئية ناعمة من قطعة واحدة باستخدام زجاج الكالكوجينيد مع تباين معامل انكسار عالٍ. ومن المتوقع أن يتم تطبيق تطوير هذه التقنية على أجهزة ضوئية مختلفة. في هذا العرض، سيتم تقديم عدة تجارب باستخدام هذه التقنية.

مقدم من.

على الرغم من أنه تمت دراسة العدسات ذات الأغشية فائقة الرقيقة القائمة على المواد الفوق مادية المصنوعة من الذهب بالفعل، إلا أن هذه الدراسة تصمم وتصنع عدسة ذات أغشية فائقة الرقيقة باستخدام السيليكون فقط، والتي لها مزايا من حيث بساطة العملية والكفاءة الاقتصادية. في العادة، يتم تشكيل واجهات الموجات عن طريق التعديل المكاني للطور من 0 إلى 2π، ولكن في هذه الدراسة، تم تصميم العدسة من خلال الجمع بين التعديل من 0 إلى π والاستقطاب الدائري. في العرض التقديمي، سنقدم أيضًا أبحاثًا أخرى عن العدسات ذات الأغشية الرقيقة جدًا المصنعة على أساس السيليكون.

مقدم من.

الفوتونات هي جسيمات متعادلة لا تتفاعل مباشرة مع المجالات المغناطيسية، لكن الدراسات النظرية الحديثة أظهرت أن المجال المغناطيسي الفعال يمكن أن يوجد للفوتونات إذا تغير طور الضوء مع اتجاه الانتشار. في هذه الدراسة، تم رصد تأثير هذا المجال المغناطيسي الفعال تجريبياً باستخدام مقياس تداخل من نوع رامسي قائم على السيليكون. تم الحصول على تدفق مغناطيسي فعال يتراوح بين 0 و2π المقابل لانزياح طور غير متبادل 2π مع نسبة انقراض هامش تداخل تبلغ 2.4 ديسيبل عند طول مقياس تداخل يبلغ 8.35 ملم، وهو ما يمكن مقارنته بذلك الذي تم الحصول عليه في الأجهزة المتجانسة المتكاملة باستخدام مواد مغناطيسية بصرية مغناطيسية شائعة. سيناقش العرض التقديمي أيضًا العمل النظري على المجالات المغناطيسية الفعالة بواسطة S. Fan وآخرين.

مقدم من.

من المتوقع أن يُستخدم ضوء التيراهيرتز في الاستشعار والاتصالات اللاسلكية، ولكن الأجهزة المستخدمة للكشف تواجه مشكلة في الحجم. أُجريت أبحاث على الكشف عن ضوء التيراهيرتز باستخدام أجهزة صغيرة جداً باستخدام المواد الفوقية، ولكن عرض نطاق التردد القابل للكشف ضيق جداً. في هذه الورقة البحثية، يتم استخدام بلورات ضوئية وإدخال بعض التحسينات على البنية لتمكين الكشف في نطاق تردد واسع في الأجهزة الصغيرة.

مقدم من.

في السنوات الأخيرة، تقدم البحث في مجال الاتصالات المعلوماتية باستخدام الضوء، واجتذبت ذاكرة الإشارات الضوئية باستخدام الرنانات الضوئية الدقيقة وذاكرة الإشارات الضوئية الدقيقة اهتماماً كبيراً. في هذا البحث، تبين أنه يمكن تغيير الحالة الميكانيكية لهيكل الجهاز عن طريق التحكم في الضوء الساقط على الجهاز، ومن خلال تحديد الإشارات وتخزينها فعلياً وفقاً لهذا الاختلاف في الحالة، تم تحسين وقت تخزين الإشارة وتشغيلها في درجة حرارة الغرفة.

مقدم من.

وقد تم إثبات الكشف الضوئي للوحدات الصغيرة مثل الجزيئات أو الذرات تحت درجة حرارة مبردة عن طريق تشتت رامان والامتصاص والفلورسنس وغيرها. ومع ذلك، فإن ما يتم اكتشافه بالفعل هو إشارات مجموعة الجزيئات المنفردة التي تتحلل بسرعة في حدود البيكو ثانية بسبب عدم ترابط الإشارات المنبعثة. ومن ثم، فإن المعنى الحقيقي لاكتشاف اهتزاز الجزيء "المنفرد" هو أول ما يتم الإبلاغ عنه في هذه الورقة البحثية. سيكون الحديث باللغة الإنجليزية هذه المرة لأسباب شخصية.

مقدم من.

في السنوات الأخيرة، ازدادت الكميات الهائلة من نقل البيانات، مثل تنزيل الفيديو، وأصبحت الاتصالات ذات سعة أعلى مطلوبة. في الاتصالات الضوئية، تم النظر في طرق تعدد الإرسال المختلفة مثل تعدد تقسيم الطول الموجي وتعدد تقسيم الوقت وتعدد تقسيم الاستقطاب من أجل زيادة سعة الإرسال. في هذه الدراسة، يُستخدم التردد الزاوي المداري كعنصر إضافي يمكن إضافته إلى طرق تعدد الإرسال هذه، وقد حقق تعدد الإرسال مع الاستقطاب اتصالات عالية السعة في حدود التيرابايت.

مقدم من.

يمكن للجسيمات النانوية ذات التحويل التصاعدي تحويل الضوء تحت الأحمر إلى ضوء مرئي ومن المتوقع استخدامها في الخلايا الشمسية والتصوير البيئي. ولكي تعمل الجسيمات النانوية ذات التحويل الصاعد، يجب أن تكون مخدرة بمادة حساسة تمتص الأشعة تحت الحمراء ومنشط يبعث الضوء المرئي. تعتمد شدة الضوء المرئي المنبعث على كمية المنشط، وقد أظهرت الأبحاث السابقة بالفعل أن هناك كمية مثالية من المنشط. ويعني ذلك أن شدة الضوء المرئي المنبعث من الجسيمات النانوية تعتبر محدودة بطبيعتها. في هذه الورقة، تم بحث طريقة لتجاوز هذا الحد، وتم بنجاح تحقيق انبعاث ضوء مرئي أقوى 70 مرة من شدة الانبعاث التي تعتبر أعلى شدة في الماضي.

مقدم من.

تم بنجاح تحقيق اقتران ملحوم بين مرنان بصري دقيق حلقي وألياف مدببة باستخدام ليزر ثاني أكسيد الكربون، وتم تحقيق قيمة Q-قيمة Q تبلغ 3.21×10^5. وعلاوة على ذلك، تم إجراء قياسات بصرية للمرنان البصري الدقيق الحلقي باستخدام قناة ميكروفلويديّة ثلاثية الأبعاد تم إنشاؤها بواسطة ليزر الفيمتو ثانية، وتم بنجاح قياس معامل الانكسار، الذي يتغير مع تركيز الماء المالح، في حدود 10^-4. كانت النقطة الرئيسية في هذه التجربة هي تغليف مرنان ضوئي دقيق حلقي ذو قيمة Q عالية وقناة ميكروفلويديّة ثلاثية الأبعاد.

مقدم من.

تم تحقيق تعديل ضوئي بسرعة 10 جيجابت/ثانية لأول مرة باستخدام موجهات موجية بلورية ضوئية مع وصلات pn مدمجة. تم تصنيع الموجهات الموجية البلورية الضوئية باستخدام عملية متوافقة مع CMOS ومغطاة بكسوة من السيليكا. تم إجراء التضمين البصري باستخدام إشارات كهربائية لا ترجع إلى الصفر ولوحظت أنماط عين جيدة بمعدلات تضمين تبلغ 10 جيجابت/ثانية و2 جيجابت/ثانية على التوالي. سيتضمن العرض التقديمي أيضًا أعمالًا ذات صلة على مرنانات الكريستال الضوئي باستخدام الضوء البطيء والعمليات المتوافقة مع CMOS.

مقدم من.

تم اقتراح توزيع المفاتيح الكمومية باستخدام فوتونات مفردة كطريقة اتصال آمنة تماماً، ولكن إحدى المشاكل في تحقيق شبكة اتصالات كمومية هي أن كل مستقبل (كاشف) يجب أن يكون دقيقاً للغاية. في هذه الدراسة، تم اقتراح شبكة من واحد إلى عدة مرسلين لمستقبل واحد، وتم إجراء دراسة تجريبية فعلية. وبما أنه يتم استخدام مستقبل واحد فقط، يمكن بناء الشبكة بسهولة، ومن المتوقع أن يجعل هذا الأمر الاتصال الكمي أكثر سهولة.

مقدم من.

في السنوات الأخيرة، تم الإبلاغ عن العديد من النتائج البحثية الرائعة في مجال الأجهزة ذات الوسائط والهياكل العشوائية، مثل الليزر العشوائي. في الأجهزة العشوائية، تكون أنماط الضوء متعددة وعشوائية أيضًا، ولكن تبين أنه من الممكن نظريًا اختيار نمط معين من الضوء. في هذه الدراسة، قمنا بالفعل بتصنيع مثل هذه الأجهزة والتحقق من النتائج. ونقوم أيضًا بفحص الظواهر التي تحدث بإضافة المعالجة اللاحقة للجهاز. سيركز العرض التقديمي على نتائج التجارب.

مقدم من.

في السنوات الأخيرة، تم الإبلاغ عن العديد من النتائج البحثية الرائعة في مجال الجمع بين الذرات والأجهزة الضوئية، مثل تجويف QED. في هذه الدراسة، تم اقتراح دليل موجي بلوري فوتوني جديد ذو شكل خاص يسمى الدليل الموجي البلوري الفوتوني التمساحي (APCW). ويتميز الدليل الموجي البلوري الضوئي التمساحي (APCW) بقدرته على التقاط الذرات والتلاعب بها في محيط الدليل الموجي. ويتمثل الاحتمال المستقبلي لهذا الدليل الموجي البلوري البلوري البلوري (APCW) في أنه سيكون من الممكن بناء أنظمة تمزج بين الذرات والفوتونات المدمجة في نفس الشريحة. وسيتم شرح المبدأ التفصيلي لموجات الكترونية متناهية الصغر ومشتركة بين الذرات والفوتونات في هذا اليوم.

مقدم من.

في تطوير المركبات الفضائية، يجري تطوير الأشرعة الشمسية، التي تستخدم الضغط الضوئي للشمس كدافع. في الماضي، كان يتم التحكم في قوة الدفع بشكل عام عن طريق تغيير انعكاسية الغشاء الرقيق الذي يعمل كشراع، ولكن هذه الورقة تقترح طريقة للتحكم في قوة الدفع للضغط الضوئي عن طريق هيكل الجسم، وتوضح عملية الحساب والإثبات. وهذا إنجاز يمكن أن يكون بمثابة طريقة جديدة لتصميم الشراع الشمسي.

مقدم من.

قد تعطي الأنظمة الضوئية ذات الفقد والمكاسب المتوازنة منصات فريدة مشابهة للأنظمة الكمية الكلاسيكية. في هذه الورقة، نوضح في هذه الورقة البحثية أن كسر التماثل بالتكافؤ-الزمن (PT) يحدث في المرنانات الضوئية التي يتركز فيها الضوء بكثافة بحيث يتم تعزيز التأثيرات اللاخطية. هذا مجال غير مألوف، لكنني سأعرض النتائج بطريقة يسهل فهمها قدر الإمكان.

سيتم إصدار إعلانات منتظمة عن الحدث.
يمكن لأي شخص التسجيل.

ما هو نادي المجلة؟
هذه سلسلة محاضرات مفتوحة تُعقد في مختبر تانابي للهياكل الضوئية. يقوم الطلاب من مستوى الدراسات العليا وما فوقها باستعراض الأبحاث المتعلقة بالبصريات والتقنيات ذات الصلة، مثل الضوئيات والمواد والعلوم البيولوجية وما إلى ذلك، وشرحها بطريقة سهلة الفهم.

حول التدقيق
يمكن حضور المحاضرات مجاناً سواء كنت داخل الحرم الجامعي أو خارجه. سيُعقد المؤتمر بشكل منتظم، لذا إذا كنت مهتمًا بأي من المواضيع، يرجى الحضور. لا يُشترط تقديم إشعار للحضور، ولكن إذا اتصلت بنا مسبقًا، سنقوم بإعداد المواد لك.

الإعلان عن الحدث.
يتم تنظيم نادي المجلة على موقعنا الإلكتروني وقائمتنا البريدية. إذا اشتركت في القائمة البريدية، ستتلقى دعوات دورية عبر البريد الإلكتروني لحضور الاجتماعات.

للتسجيل، أرسل بريداً إلكترونياً فارغاً إلى عنوان البريد الإلكتروني أدناه.