FiO 2017 Shun Fujii

2017-01-18 2022-09-24 miyahara

Forschung

Bericht Frontiers in Optics 2017.

Master2Jahr Fujii, Shun.

Termine 17. bis 21. September 2017.
Veranstaltungsort Washington Hilton, Washington DC, USA

1. über die Konferenz

　Vom 17. bis 21. September nahm ich an der Frontiers in Optics 2017 in Washington DC, USA, teil. Die FiO ist die 101. jährliche Konferenz der OSA, auf der viele der neuesten Forschungsergebnisse im Bereich der Optik und Photonik vorgestellt werden. In diesem Jahr wurden an vier Tagen in 55 Sitzungen insgesamt 718 Konferenzbeiträge, darunter mündliche und Posterpräsentationen, vorgestellt, und es fanden viele lebhafte Diskussionen statt. Das Zentrum von Washington DC ist per Direktflug in 13 Stunden vom internationalen Flughafen Dulles aus zu erreichen, mit öffentlichen Verkehrsmitteln in etwa einer weiteren Stunde. Als politisches Zentrum der USA beherbergt Washington DC das Weiße Haus, das Kapitol und andere Gebäude, die als das Herz des Landes angesehen werden können. Die National Mall mit ihren weitläufigen, hellgrünen Rasenflächen und die Smithsonian Institution, die kostenlosen Eintritt bietet, ziehen viele Touristen in die Gegend. Die überwältigende Sammlung und der kulturelle Wert der Smithsonian Institution sind weltweit unübertroffen, und die Tatsache, dass man sie kostenlos besichtigen kann, ist erstaunlich.
　Dieses Mal konnte ich an dem Bankett teilnehmen, das gleichzeitig als Preisverleihung diente, und ich konnte meine Freundschaft mit Studenten meiner Generation vertiefen. Das Bankett war sehr unterhaltsam mit verschiedenen Veranstaltungen wie einer Imitation von Präsident Trump, aber ich und ein anderer koreanischer Student litten unter dem Jetlag. Die Empfangsparty auf der Konferenz war in Bezug auf Beleuchtung und andere Lichteffekte aufwändig inszeniert, was den Eindruck vermittelte, dass es sich um eine auf Licht spezialisierte Konferenz handelte. Außerdem stürmten vier riesige ausgestopfte Tiere, die in der berühmten Veranstaltung "President's Race" des örtlichen Baseballteams, den Washington Nationals, auftauchen, die Empfangsparty und belebten den Veranstaltungsort mit ihren ungeschickten Tanzbewegungen.

2. eigene Präsentation

　Dieser Vortrag befasste sich mit normal dispersiven optischen Carcoms in gekoppelten Resonatorsystemen unter Verwendung der Gleichung für nichtlineare gekoppelte Moden. Zusätzlich zu der üblichen Posterpräsentation wurden mehrere Personen ausgewählt, die einen Schnellfeuer-Vortrag hielten. Die Präsentation war etwas angespannt, da die Vorbereitungszeit kürzer war als üblich und die Zeit bis zum Ablauf des Countdowns. Nach den Präsentationen gingen wir sofort zu unseren Postern, um zu diskutieren. Es ist unklar, ob das Schnellfeuer-System irgendeinen Effekt hatte, aber glücklicherweise hatten wir mehr Teilnehmer, als wir allein bewältigen konnten, was uns eine gewisse Genugtuung verschaffte. Insbesondere hatte ich sehr fruchtbare Diskussionen mit Studenten der Gruppe von C. Menyuk, die sich stark mit der Theorie optischer Carcoms befassen, und konnte einmal mehr die Attraktivität meiner eigenen Forschung bestätigen. Ich wurde auch von jemandem um Rat gefragt, der mit der Berechnung nichtlinearer gekoppelter Modengleichungen beginnen wollte, und ich stellte einige Arbeiten und Algorithmen vor, die nützlich sein könnten. Als Com-Gruppe des Tanabe-Labors, die der Spitzengruppe blindlings hinterhergelaufen ist, freuen wir uns über solche Stellungnahmen, aber wir müssen unsere Forschung auch mit noch größerer Wachsamkeit fortsetzen, denn es ist das Auftauchen eines neuen Konkurrenten.

3. Einführung in die einschlägige Forschung.

[JTu3A.14] Dunkle Solitonen und Knoidalwellen in Mikroresonatoren mit normaler Dispersion.
Die Gruppe von C. Menyuk, die sich stark mit der Theorie optischer Carcoms beschäftigt, präsentierte ein Poster. cnoidal wave ist ein unbekannter Begriff, aber er scheint eine periodische Lösung der Wellengleichung zu bedeuten, was im Grunde dasselbe ist wie das Turing-Muster (roll). Der Vortrag eines Studenten, der in seiner Posterpräsentation besprochen wurde, handelte hauptsächlich von der analytischen Untersuchung periodischer Lösungen der LLE im normalen Dispersionsbereich. Eine Arbeit über periodische Lösungen von LLE im anomalen Dispersionsbereich wurde in JOSAB veröffentlicht, und diese Forschung stand damit in Zusammenhang, aber der Inhalt war ziemlich schwer zu verstehen. Die Schlussfolgerung war, dass periodische Lösungen in anomaler Dispersion leicht zu finden sind, während es im Vergleich zu dunklen Solitonen schwieriger ist, periodische Lösungen in normaler Dispersion zu erreichen. Obwohl es sich hierbei um ein qualitativ bekanntes Phänomen handelt, könnte es von Nutzen sein, solche Dinge mathematisch zu beweisen. Bei den im Tanabe-Laboratorium durchgeführten Berechnungen des optischen CURCOM wird keine mathematisch-analytische Lösung angestrebt, sondern eine numerische Lösung, was einen ganz anderen Ansatz darstellt. Diese Art der theoretischen Forschung ist für uns recht schwierig, so dass wir überrascht waren, dass unsere Forschung das Interesse unserer Kollegen auf sich zog.

[FTu4B.5] Effiziente Mikrocomb-Erzeugung im sichtbaren Frequenzbereich mit 22%-Wandlungseffizienz
Da in Aluminiumnitrid-Resonatoren sowohl nichtlineare optische Effekte zweiter Ordnung (Pockels-Effekt) als auch nichtlineare optische Effekte dritter Ordnung (Kerr-Effekt) existieren, treten beim Pumpen im Bereich von 1550 nm optische Kerr-Kämme sowohl bei 1550 nm als auch bei 780 nm auf. In dieser Studie wird die Cherenkov-ähnliche Strahlung (dispersive Wellen) erzeugt, wenn die Pump- und SH-Moden durch einen nichtlinearen Prozess kombiniert werden, und es wird eine Pump-zu-Sicht-Licht-Umwandlungseffizienz von 221 TP3T erreicht. Es gab bereits mehrere Studien zur Erzeugung von Kämmen aus sichtbarem Licht mit Hilfe von Oberschwingungen, aber alle hatten das Problem der geringen Effizienz, so dass es interessant ist, dass eine hohe Effizienz durch parametrische Kopplung zwischen den Pump- und SH-Moden erreicht wurde. Gegenwärtig wird ein CW-Laser mit EO-modulierten 10-ns-Quadratpulsen (Spitzenleistung 10 W nach Verstärkung) gepumpt, da die Schwellenleistung hoch und der Q-Wert niedrig ist. Die Verwendung von Pulsen, die ausreichend länger als die Resonatorlebensdauer von 1 ns sind, ermöglicht den Pseudo-CW-Pumpzustand (Quasi-CW), der zur Erzeugung von Carcombs ausreicht. Das Problem ist jedoch, dass der resultierende Kamm aufgrund der Pulsanregung und der thermischen Eigenschaften des Materials eine geringe Kohärenz aufweist. Simulationen zeigen, dass Solitonen durch CW-Pumpen erreicht werden können, und es ist interessant zu sehen, was dann mit der Kohärenz im sichtbaren Lichtband geschieht.