CLEO-PR 2013 Takumi Kato

TuC1-5: Gechirpte Aufwärtswandlung von Pulsen im mittleren Infrarot mit Vierwellen-Differenzfrequenzerzeugung in Gasen.
Differenzfrequenzerzeugung in Gasen Molecular Research Lab.
Der mittlere Infrarotbereich ist die molekulare Schwingungsbande vieler Moleküle und wird in der Spektroskopie verwendet. Die Leistung von Detektoren im mittleren Infrarotbereich ist jedoch schlecht. Hochempfindliche MCT-Detektoren (Quecksilber-, Cadmium- und Tellur-Halbleiterbauelemente) funktionieren nur bei Temperaturen von flüssigem Stickstoff. DTGS-Detektoren, die bei Raumtemperatur arbeiten können, haben eine langsame Reaktionszeit und ein geringes Signal-Rausch-Verhältnis, was die Erkennung schwacher Infrarotstrahlung erschwert. In dieser Studie wird das durch das Material durchgelassene Infrarotlicht mit Pumplicht multipliziert, in eine andere Wellenlänge umgewandelt und mit hoher Empfindlichkeit mit einem Detektor für sichtbares Licht gemessen. Obwohl diese Idee an sich einen Präzedenzfall darstellt, wurde die Wellenlängenumwandlung üblicherweise mit nichtlinearen Kristallen durchgeführt. Obwohl die Bandbreite, die umgewandelt werden kann, aufgrund von Phasenanpassungseffekten begrenzt ist, wird in dieser Studie Xe-Gas als nichtlineares Medium verwendet. Dadurch wurde eine Umwandlung auf Oktavniveau möglich. Durch die Verarbeitung des erfassten umgewandelten Lichts mit einem Computer kann die Infrarotspektroskopie mit hoher Empfindlichkeit durchgeführt werden.

TuF3-5: Hochauflösende Molekularspektroskopie mit Hilfe eines optischen Frequenzkamms Fukuoka Univ.
Es gibt viele Studien, in denen optische Kämme eingesetzt werden, aber das Gesamtbild dessen, was sie leisten können und was nicht, ist nicht klar. Die Tatsache, dass derartige Forschungsarbeiten auf akademischen Konferenzen vorgestellt werden, deutet darauf hin, dass es noch Raum für weitere Entwicklungen gibt. Das Bild des Experiments ist einfach: man schwenkt einen wellenlängenabstimmbaren Laser, injiziert ihn in das I2-Molekül und beobachtet dessen Absorptionsspektrum. Gleichzeitig mit dem Sweep interferiert der Laser mit einem optischen Kamm, der mit dem GPS verbunden ist, und die Schwebungen des wellenlängenabstimmbaren Lasers und des optischen Kamms werden beobachtet. Die absolute Frequenz des wellenlängenabstimmbaren Lasers kann durch kontinuierliche Beobachtung der Schwebungen von und bestimmt werden. Bei der Bestimmung der Frequenz werden die Daten durch verschiedene Bandpassfilter geleitet, und wenn die Daten verarbeitet werden, kann eine hohe Auflösung erreicht werden. Diese Bandpassfiltertechnik wurde insbesondere in Del'Haye et al, "Frequency comb assisted diode laser spectroscopy for measurement of microcavity dispersion," Del'Haye et al, "Frequency comb assisted diode laser spectroscopy for measurement of microcavity dispersion," Del'Haye et al. Mikrohohlraumdispersion", Nat. Photon. 3, 529 (2009).

Tul4-1: Silizium-Photonik der nächsten Generation Cornell Univ. Lipson
1: Hochgeschwindigkeits-modulierter Siliziumring
Die Frage, ob es der Q-Wert oder der FSR ist, der die optische Signalmodulation durch den Siliziumring begrenzt. Er sagte, dass 20 Gbit/s in der Vergangenheit die Grenze gewesen seien, dass aber weitere Steigerungen zu erwarten seien, wenn ein Mechanismus geschaffen werde, der es erlaube, thermische Veränderungen nur auf ein Viertel des Rings anzuwenden.

2: Verbindungen zur Elektronik mit amorphem Silizium.
Ein Großteil von Lipsons Vortrag befasste sich mit der Frage, wie die Silizium-Photonik mit der bestehenden Elektronik zusammengeführt werden kann. Wenn Silizium auf Elektronik aufgewachsen wird, muss es bei niedrigen Temperaturen gezüchtet werden, damit die Halbleiterelemente nicht zerstört werden. Amorphes Silizium erfüllt diese Anforderung. Eine Nitridschicht auf dem amorphen Silizium ermöglicht es, Elektronik mit Ringresonatoren und anderen Bauelementen zu kombinieren. Amorphes Silizium verbindet die Elektronenode und das Nitrid, und es heißt, dass durch Laserbehandlung eine Wellenleiterstruktur erzeugt werden kann. Amorphes Silizium hat im Allgemeinen schlechte optische Eigenschaften aufgrund von Rissen, aber solange der Durchmesser des Wellenleiters nur 200 nm beträgt, wird er nicht durch Risse beeinträchtigt.

3: Multimode-Photonik
Es scheint, dass die Zeiten sich in Richtung Multimode verschieben, mit Visionen von Kommunikation mit unterschiedlichen Informationen über die Moden erster und zweiter Ordnung. Zu diesem Zweck werden Forschungen durchgeführt, um die Struktur des Wellenleiters mit Hilfe des Konzepts der Transformationsoptik zu bestimmen.

WF2-3 Faserlasergesteuerte Frequenzkämme im mittleren Infrarotbereich, Ingmar Hartl.
Der längste optische Kamm, der derzeit erzeugt werden kann, liegt im 2-μm-Band. Da die meisten Molekülschwingungen im mittleren Infrarotbereich auftreten, wurden viele Studien zur Erzeugung optischer Kämme in der Bandbreite von 2,5 μm bis 15 μm durchgeführt. SC, DFG/SFG, OPO, Mikrokavität und QCL sind mögliche Methoden zur Erzeugung optischer Kämme, aber unter Berücksichtigung von Stabilität und Betriebsfähigkeit ist es sinnvoll, einen Faserlaser als Kern zu verwenden. In der vorliegenden Studie wird ein Faserlaser verwendet, um einen optischen Kamm im mittleren Infrarotbereich zu erzeugen. Bei dem Faserlaser handelt es sich um einen Tm, der 1,95 μm erzeugt. Diese Technologie wird üblicherweise im Kommunikationswellenlängenbereich um 1,5 µm eingesetzt, ist aber in vielen anderen Wellenlängenbereichen noch nicht untersucht worden. Auch in dieser Studie war es entscheidend, dass die Tm-Faserlaser, OP-GaAs und ZGP-Kristalle, die für den mittleren IR-Bereich geeignet sind, entsprechend platziert wurden.