CLEO-PR 2013 Hiroshi Kudo

Wl1-1 Diamant-Nanophotonik und Quantenoptik, Marko Loncar.
Wie der Titel schon sagt, zielt diese Forschung auf Quantenanwendungen unter Verwendung von Diamantstrukturen ab, aber die Herstellungstechnologie ist einfach erstaunlich. Die Ringresonatoren und eindimensionalen photonischen Kristalle, die konventionell aus Silizium hergestellt wurden, wurden mit Diamant realisiert, und bei den Siliziumdioxid-Rennspur-Ringresonatoren wurde ein Wert von Q=1,25×105 erreicht, indem die Oberfläche mit SiO2 als Mantel beschichtet wurde. (ohne SiO2-Mantel, Q=3,0×104) und berichtete über die jüngste Errungenschaft von Q > 106 und deren Anwendung auf optische Frequenzkämme mit geringem Rauschen wie Wärme.

Bezugsdaten
... S. Y. Lee et al, "Integrierte optische Resonatoren mit hohem Qualitätsfaktor in Diamant", Nano Letters, DOI: 10.1021/nl3037454 (2013).
... M. J. Burek et al, "Free-Standing Mechanical and Photonic Nanostructures in Single-Crystal Diamond", Nano Letters, vol. 12, 6084 (2012).
... MI1-1 Hybride III-V/SOI-Nanophotonik: Laser, Schalter und Speicher, F. Raineri et al, SOI (Silicon on Insulator) ist, wie der Name schon sagt, Si mit einer eingebetteten Oxidschicht, eine von IBM entwickelte Technologie, die wesentlich zur Hochgeschwindigkeitskommunikation und zum geringen Stromverbrauch von LSIs beigetragen hat. In diesem Beitrag berichten wir über die experimentelle Anwendung von InP-basierten photonischen 1D-Kristallen mit InGaAsP/InGaSa-Quantentöpfen, die auf dem Substrat von SOI-Wellenleitern eingebettet sind und Licht bei 1,55 um emittieren, für den Laser- und Speicherbetrieb. Wir haben den Speicherbetrieb bei 1 fJ und über 2 Sekunden durch die Kombination von III-V-Halbleitern und SOI bestätigt. sec oder länger durch die Kombination von III-V-Halbleitern und SOI.

Bezugsdaten
Y. Haliouaet al., "Hybrid III-V semiconductor/silicon nanolasers," Opt. Express 19, 9221-9231 (2011).

... Wl4-1 All-Colour Plasmonic Nanolasers with Ultralow Thresholds, Yu-Jung Lu et al,
Im Allgemeinen ist die Kopplung von Licht und Plasmonen mit dem Problem der großen Einschlussverluste in drei Dimensionen verbunden. Der in dieser Studie verwendete epitaktische Ansatz reduzierte diesen Verlust erheblich und ermöglichte eine hocheffiziente Oszillation von plasmonischen Lasern. Die Bauelementestruktur besteht aus InGaN- und GaN-Stabnanostäbchen, die auf einem Ag-Substrat auf einem Siliziumsubstrat mit einer dünnen Siliziumdioxidschicht dazwischen platziert sind, was einen hocheffizienten Einschluss von Plasmonen in der Siliziumdioxidschicht ermöglicht. Durch die Kontrolle der Form der Nanostäbchen kann die Laserwellenlänge von rot bis blau gesteuert werden, und der Betrieb wurde mit CW-Licht geringer Leistung (weniger als 10 W/cm2 für blau) bestätigt.
Bezugsdaten
Y.-J. Lu et al, "Single InGaN nanodisk light emitting diodes as full-colour subwavelength light sources", Appl. Phys. Lett. 98, 233101, 2011.
-- Y.-J. Lu et al, "Plasmonic nanolaser using epitaxially grown silver film," Science, 337, 450-453, 2012.
... Wl4-2 Elektrisch gepumpte metallo-dielektrische Sockel-Nanolaser, Qing Gu et al,

... Wl4-2 Elektrisch gepumpte metallo-dielektrische Sockel-Nanolaser, Qing Gu et al,
Ein Nanohohlraum mit zwei Scheibenstrukturen wurde erfolgreich durch einen zweistufigen InP-Ätzprozess hergestellt. Hier besteht der Scheibenteil aus InGaAs und ist für Laseranwendungen vorgesehen. Die Q-Werte und Laseroszillationsschwellen wurden numerisch ermittelt, indem die Durchmesser der oberen und unteren Scheiben verändert wurden, und die Form wurde untersucht. Auch der Laseroszillationsbetrieb wurde mit dem hergestellten Resonator bestätigt.

... Wl4-3 Fabrication and Application of a Horizontal Plasmonic Air-Slot Ring Resonator, Jaehak Lee et al,
Der Q-Wert liegt analytisch und experimentell immer noch bei mehreren Zehnern. In der zweiten Hälfte des Vortrags wurde über die Anwendung berichtet und die Tendenz aufgezeigt, dass die Verschiebung zunimmt, wenn Antikörper an der Resonatoroberfläche angebracht werden, und dass die Anwendung für die Biosensorik nützlich wäre.

... Wl4-4 Active Plasmon Devices, Kenzo Yamaguchi et al,
Der Q-Wert liegt analytisch und experimentell immer noch bei mehreren Zehnern. In der zweiten Hälfte des Vortrags wurde über die Anwendung berichtet und die Tendenz aufgezeigt, dass die Verschiebung zunimmt, wenn Antikörper an der Resonatoroberfläche angebracht werden, und dass die Anwendung für die Biosensorik nützlich wäre.

... Wl4-4 Active Plasmon Devices, Kenzo Yamaguchi et al,
Dies ist ein Bericht über die numerische Analyse der mechanischen Kontrolle von nanoskaligen Gitterstrukturen durch die Anwendung eines externen elektrischen Feldes. Die Resonanzfrequenz der Oberflächenplasmonen, die um die Gitterstruktur herum erzeugt werden, wird durch die strukturelle Veränderung verändert. Die Herstellung von Bauteilen mit Ionenstrahlen ist ebenfalls gelungen, und in dem Bericht wurde ein bewegtes Bild gezeigt, wie sich die Struktur verändert, wenn die Verdrahtung an das Bauteil angeschlossen und ein äußeres elektrisches Feld angelegt wird.

... Wl4-6 Plasmonische Eigenschaften und Biosensorik von Gold Elliptical Nanoring Arrays, Chia-Yang et al,
Dies ist ein Bericht über die numerische Analyse der Intensität der Plasmonenresonanz und ihrer Wellenlängenverschiebung für jede Polarisation des Lichts, unter Verwendung der vertikalen und horizontalen Kosten (R) der Ringstruktur als Variable. Der Inhalt des Berichts ermöglichte ein besseres Verständnis der Eigenschaften des Rings, indem dieselbe Analyse für die kreisförmige Struktur und die Struktur mit kreisförmigem Loch durchgeführt wurde. Die Schlussfolgerung war, dass das Verhältnis von Horizontale zu Vertikale umso besser ist, je enger es ist, und dass die Anwendung auf die Biosensorik in Betracht gezogen wird.