Journal Club

Nach Jahr (Apr-Dez)

GJ 2016.

Präsentation :

Im Gegensatz zu Raman- und Brillouin-Lasern werden Lipron-Laser durch einen Energieaustausch zwischen Licht und Kapillarwellen erzeugt. Kapillarwellen gehören zu den Eigenschaften von Flüssigkeiten und schwingen mit Hilfe der Oberflächenspannung als Rückstellkraft. Die Wechselwirkung zwischen Licht und Kapillarwellen wurde mit einem Oktan-Mikrotröpfchen gemessen, das mit einer optischen Pinzette als optokapillarem Resonator in Wasser eingeschlossen war. Die Ergebnisse zeigen, dass eine optokapillare Abkühlung bei Raumtemperatur in Richtung des Grundzustands zu erwarten ist.

Präsentation :

Die kontinuierliche Abstimmung des gequetschten Lichtpegels, der von zwei Siliziumnitrid-Ringresonatoren mit integrierten Mikroheizern erzeugt wird, wurde erreicht. Schwankungen des gequetschten Pegels in einem Bereich von 0,9 dB bis 3,9 dB wurden durch Variation des Kopplungszustands mit dem Hohlleiter beobachtet. Diese Ergebnisse können eine wichtige Rolle bei Anwendungen spielen, bei denen ein angemessener Squeeze-Level erforderlich ist.

Präsentation :

Künftige Informationstechnologien wie ultraschnelle Datenaufzeichnung, Quantencomputer und Spintronik erfordern eine noch nie dagewesene schnelle Spin-Kontrolle durch Licht. Intensive Terahertz-Pulse können an Spins auf der Energieskala koppeln, die der magnetischen Anregung eigen ist. In dieser Arbeit untersuchen wir einen neuen Mechanismus für nichtlineare Terahertz-Spin-Kopplung, die durch elektrische Dipole vermittelt wird und viel stärker ist als die lineare Zeeman-Kopplung mit Terahertz-Magnetfeldern. Wir zeigen, dass die Terahertz-Resonanzanregung von elektronischen Orbitalübergängen in einem typischen Antiferromagneten, dem Thulium-Orthoferrit (TmFeO 3 ), die magnetische Anisotropie der geordneten Fe 3+-Spins moduliert und kohärente Spin-Oszillationen mit großer Amplitude erzeugt. Der Mechanismus ist von Natur aus nichtlinear, kann durch spektrale Formung der Terahertz-Wellenform moduliert werden, und die Effizienz übertrifft das Zeeman-Drehmoment um eine Größenordnung. Da Orbitalzustände die magnetische Anisotropie in allen Übergangsmetalloxiden dominieren, dürfte das hier vorgestellte Kontrollschema auf viele magnetische Materialien anwendbar sein.

Präsentation :

Ein Paar von zwei parallelen 1D-Photonischen Kristallresonatoren, jeweils ein Paar für das Pump- und das Sondenlicht, wurde verwendet, um eine Struktur herzustellen, in der sie sich über mechanische Schwingungen gegenseitig beeinflussen. Der Vorteil dieser Struktur ist, dass die optischen Pfade des Pump- und des Sondenlichts unterschiedlich sind. Die beobachteten Schwingungsfrequenzen der Optomechanik aus den experimentellen Ergebnissen sind in guter Übereinstimmung mit den Ergebnissen der FEM-Berechnungen. Es wurden auch experimentelle Ergebnisse erzielt, bei denen das Pumplicht das Durchlässigkeitsspektrum des photonischen Kristallresonators entsprechend dem Sondenlicht dynamisch verändert, was voraussichtlich bei Oszillatoren Anwendung finden wird.

Präsentation :

Ein Superkontinuum mit einem Zentrum von 1550 nm und einer Streuung von einer Oktave wurde mit InGaP-Wellenleitern auf einem Siliziumsubstrat realisiert. Der Vorteil des geringen Stromverbrauchs und der kleinen Fläche im Vergleich zu früheren Studien trägt ebenfalls zur hohen Kohärenz der erzeugten Spektren bei.

Präsentation :

Es wird ein gekoppeltes Resonanzsystem auf der Basis eines Allpass-Mikroring-Bragg-Gitters vorgeschlagen und demonstriert, das EIT-ähnliche Übertragungseigenschaften aufweist. Die Kopplung zwischen einem "Mikroring-Resonator" und einem "Fabry-Perot-Resonator mit einem zweiteiligen Bragg-Gitter" erzeugt ein EIT-ähnliches Spektrum. Das System hat eine einfache Konfiguration aus einem Mikroring-Resonator und einem Bus-Hohlleiter, was große Vorteile in Bezug auf Herstellungsfehler hat. Die Ergebnisse zeigen eine Extinktionsrate (ER) von 12 dB, eine FWHM von 0,077 und einen Q-Wert von 20200, in guter Übereinstimmung mit der Simulation.

Präsentation :

Die Umwandlung und Kontrolle optischer Frequenzen ist eine sehr wichtige Technologie für viele Anwendungen. In dieser Studie wird gezeigt, dass eine Frequenzumsetzung über Bloch-Schwingungen mit dynamisch modulierten Ringresonatoren möglich ist. Es wird auch gezeigt, dass eine Frequenzumwandlung in eine einzige Richtung möglich ist, wenn periodische Modulation angewendet wird. Diese Ergebnisse zeigen die Möglichkeit der optischen Frequenzmanipulation durch dynamische Resonatorsysteme.

Präsentation :

Die Technologie der Einzelphotonen-Frequenzkontrolle ist für die Quantenkommunikation unverzichtbar, aber herkömmliche Methoden, die auf nichtlinearen optischen Effekten basieren, haben Probleme mit Rauschen und Bandbreite, was die praktische Anwendung erschwert. In diesem Beitrag wird ein auf Optomechanik basierender Ein-Photonen-Frequenzschieber hergestellt und gezeigt, dass eine Modulation bis zu 150 GHz mit einer Umwandlungseffizienz nahe der Eins ohne zusätzliches Rauschen erreicht werden kann.

Präsentation :

Die Quantenteleportation ermöglicht die zuverlässige Übertragung von Quantenzuständen zwischen entfernten Knoten in einem Netz, was innovative Anwendungen der Informationsverarbeitung ermöglicht. Dies hat zu einer Vielzahl von Forschungsaktivitäten geführt. Bislang wurden jedoch noch keine Quantenteleportationsexperimente durchgeführt, bei denen unabhängige Quantenlichtquellen, Verschränkungsübertragung vor der Messung des Glockenzustands (BSM) und gleichzeitige Feed-Forward-Operationen verwendet wurden, nicht einmal in einer Laborumgebung. In diesem Artikel befassen wir uns mit dieser Herausforderung und berichten über den Aufbau eines 30 km langen Quanten-Glasfasernetzes, das sich über ein Gebiet von 12,5 km erstreckt. Das Netz ist dank aktiver Stabilisierungsmethoden robust gegen Rauschen in der realen Welt, wodurch die Quantenteleportation möglich wird und alle Faktoren gleichzeitig erfüllt werden. Sowohl Quantenzustands- und Prozesstomographiemessungen als auch unabhängige statistische Hypothesentests bestätigen die Quantennatur der Quantenteleportation in diesem Netzwerk. Dieses Experiment ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zur Verwirklichung eines globalen "Quanteninternets" in der realen Welt.

Präsentation :

Die Flüstergalerie ist aufgrund ihrer Rotationssymmetrie schwer als gerichtete Lichtquelle zu verwenden. Um die Rotationssymmetrie zu brechen, wurden Methoden wie die Verformung der Form des Resonators vorgeschlagen, aber diese Methoden haben den Nachteil, dass der Q-Wert des Resonators stark reduziert wird. In diesem Beitrag wird eine Methode vorgestellt, mit der die gerichtete Lichtemission unter Beibehaltung des Q-Wertes durch freie Einstellung der Modencharakteristik der Flüstergalerie-Mode mit Hilfe von Konversionsoptiken realisiert werden kann.

Präsentation :

Da Ringlaser im Uhrzeigersinn (CW) und gegen den Uhrzeigersinn (CCW) betrieben werden, besteht das Problem, dass Laserstrahlen mit instabiler Intensität in beide Richtungen auf den Silizium-Wellenleiter abgegeben werden. In dieser Arbeit wird durch Berechnungen gezeigt, dass das Verhältnis von CW zu CCW durch die Verwendung einer lokal verformten Struktur des ringförmigen Lasers manipuliert werden kann, und durch Experimente mit dem tatsächlich hergestellten ringförmigen Laser wird gezeigt, dass ein Laserstrahl mit stabiler Intensität aus nur einer Richtung des Siliziumwellenleiters erhalten werden kann.

Präsentation :

In den letzten Jahren hat sich die optische Fluiddynamik zu einer wichtigen Technik in der Bioanalyse entwickelt. Insbesondere Laser, die auf optischer Hydrodynamik beruhen, gelten in Bezug auf Empfindlichkeit und Bildauflösung als besser als Fluoreszenzlaser, doch ist die Forschung in diesem Bereich noch nicht sehr weit fortgeschritten. In dieser Studie wurden Nahinfrarot-Farbstoffe namens Indocyaningrün für die Darstellung der Hauptbestandteile des menschlichen Blutes verwendet. Außerdem wurde zum ersten Mal Indocyaningrün für die Röntgenuntersuchung von menschlichem Blut verwendet.

Präsentation :

Das derzeitige Herstellungsverfahren für Linsen schränkt die optische Leistung aufgrund der begrenzten Größe und Form der Linsen ein. Um eine hohe optische Leistung und Aberrationskorrektur zu erreichen, sind asphärisch geformte Multilinsenelemente erforderlich. Timo Gissibl und seine Mitarbeiter haben ein Multilinsensystem mit einer Größe von etwa 0,1 mm mit einem Femtosekundenlaser-Direktschreibsystem 3D-gedruckt. Das Mehrlinsensystem besteht aus mehreren Einzellinsen, die zu einer zusammengesetzten Linsenstruktur in einem behälterähnlichen Träger kombiniert sind, der mit einer Geschwindigkeit von mehreren Zentimetern pro Sekunde gedruckt wird.

Präsentation :

Optische Uhren sind nicht nur ein leistungsfähiges Instrument für die wichtige Grundlagenforschung, sondern sollen auch dazu dienen, die SI-Einheit "Sekunde" neu zu definieren, da ihre Genauigkeit und Stabilität um eine Größenordnung besser sind als die von Caesium-Atomuhren. Ein wichtiges Hindernis für diesen Übergang ist jedoch die Unzuverlässigkeit optischer Uhren, die eine kontinuierliche Realisierung von Zeitskalen unmöglich macht. In der vorliegenden Arbeit zeigen wir, wie diese Situation gelöst werden kann, und demonstrieren, dass eine photometrische Zeitskala erstellt werden kann, die diejenige der Cäsiumatom-Federuhr übertrifft.

Präsentation :

Ein Laserfaden ist ein stabiler Zustand, der sich aus dem Gleichgewicht zweier Effekte ergibt: der Konvergenz des Kerr-Effekts aufgrund eines intensiven Lasers und der Divergenz aufgrund der Plasmaerzeugung. In dieser Studie wird zum ersten Mal die Laserfilamentierung bei kHz-Wiederholrate im mittleren Infrarotbereich demonstriert.
Darüber hinaus werden Filamente im mittleren Infrarotbereich als nützlich für die Erkennung verschiedener chemischer Substanzen angesehen, und die Absorptionsspektroskopie von atmosphärischem CO2 wurde bestätigt, so dass auch hierüber berichtet wird.

Präsentation :

Zum ersten Mal wurden Röntgendetektoren auf der Basis von Methylammonium-Bleibromid (MAPbBr3) Perowskit-Einkristallen hergestellt. Die minimal nachweisbare Röntgendosis betrug 0,5 µGy air s-1, was viermal empfindlicher ist als der α-Se-Röntgendetektor, der als sehr empfindlicher Röntgendetektor bekannt ist. Es wird erwartet, dass diese Ergebnisse bei medizinischen und sicherheitstechnischen Inspektionen von Nutzen sein werden. Die Herstellung des Detektors wird in der Präsentation besprochen.

Präsentation :

Die Echtzeit-Fourier-Transformation von Signalen (RTFT) ist ein grundlegendes Konzept, das eine Fourier-Analyse ermöglicht, die die Grenzen herkömmlicher digitaler Signalverarbeitungssysteme überschreitet. In der Optik wird RTFT in der Regel verwendet, um große Mengen an Gruppengeschwindigkeitsdispersion anzuregen, wobei es wichtig ist, das Frequenzspektrum des Signals im Zeitbereich abzubilden. Die optische Frequenzauflösung dieser Technik ist jedoch in der Regel auf Gigahertz oder mehr begrenzt, was Anwendungen wie Echtzeitspektroskopie, ultraschnelle Detektion, Bildgebung und Sensorik und insbesondere optisch unterstützte HF-Signalerzeugung und -verarbeitung behindert. Wir haben das neue RTFT-Konzept mit einem frequenzverschobenen Rückkopplungslaser experimentell umgesetzt und eine Frequenzauflösung von etwa 30 kHz und ein Zeit-Bandbreiten-Produkt von über 400 erreicht.

Präsentation :

Blasen, die durch Filamentierung in Wasser mit Femtosekundenlasern erzeugt werden, haben potenzielle Anwendungen wie Mikrokanalschaltung und Zellsortierung. In dieser Studie wurde die Bewegung der durch Filamentierung erzeugten Blasen direkt unter dem Mikroskop beobachtet, und es wurde festgestellt, dass sich die Blasen entlang des durch die Filamentierung erzeugten Wasserstroms bewegten. Der Winkel zwischen der Bewegungsrichtung der Blasen und der Richtung der Laserausbreitung änderte sich mit der Entfernung vom Filament, und der durch die Filamentierung verursachte Konvektionsprozess im Wasser wurde aufgeklärt.

Präsentation :

Es wurde eine neue Plattform entwickelt, die einen optomechanischen Resonator, der Licht bei einer Wellenlänge von 1550 nm und Phononen bei einer Frequenz von 2,4 GHz hält, mit photonischen und phononischen Wellenleitern kombiniert; durch die Verwendung von Hochfrequenz- und Lichtwellen zur Anregung oder zum Auslesen der mechanischen Moden wurde nachgewiesen, dass die optischen und Es wird gezeigt, dass kohärente Signale zwischen dem optischen, dem HF- und dem mechanischen Bereich umgewandelt werden können, indem HF- und Lichtwellen zur Anregung oder zum Auslesen der mechanischen Moden verwendet werden.

Präsentation :

Einige der präzisesten Messungen, die je durchgeführt wurden, von der Attosekunden-Zeitbereichsspektroskopie bis zu Frequenzkammmessungen, wurden durch modengekoppelte Laser ermöglicht. Diese extreme Präzision verbirgt jedoch die Komplexität der zugrundeliegenden Modenkopplungsdynamik. Diese Komplexität zeigt sich besonders deutlich bei der Entstehung von modengekoppelten Zuständen, bei denen es sich im Wesentlichen um singuläre, nicht wiederholbare Übergänge handelt. Obwohl viele Details der Modenverriegelung gut verstanden sind, kann die herkömmliche Spektroskopie die anfängliche Dynamik der passiven Modenverriegelung auf der natürlichen Nanosekunden-Zeitskala einer einzelnen Pulsperiode nicht auflösen. In der vorliegenden Arbeit haben wir die pulsaufgelöste spektrale Entwicklung von Femtosekunden-Pulszügen ausgehend von den anfänglichen Fluktuationen erfasst und kontinuierlich über etwa 900 000 Perioden aufgezeichnet. Wir beobachten direkt kritische Phänomene auf Zeitskalen von zehn bis tausenden von Roundtrips, einschließlich des Auftretens von Breitbandspektren, begleitender Wellenlängenverschiebungen und vorübergehender Interferenzdynamik, die als Hilfsimpuls-Mode-Locking dargestellt wird. Die vorliegenden Ergebnisse, die durch Zeitstreckungstransformationen ermöglicht wurden, können Auswirkungen auf die Entwicklung von Lasern, die Ultrakurzzeitdiagnostik und die nichtlineare Optik haben.

Präsentation :

Das Chaos, das durch nichtlinear gekoppelte Optomechanik entsteht, wurde untersucht. Die Untersuchung ergab zwei wesentliche Erkenntnisse: erstens, dass chaotische Zustände auf mechanischem Wege übertragen werden, und zweitens, dass das Vorhandensein chaotischer Zustände das Signal-Rausch-Verhältnis verbessern kann. Im Laufe des Tages wird eine detaillierte Beschreibung dessen, was wir in dieser Studie verwendet haben, in die Kategorie der stochastischen Resonanz fällt, gegeben werden.

Wir werden Sie regelmäßig über die anstehenden Veranstaltungen informieren.
Jeder kann sich anmelden.

Was ist der Journal Club?
Dies ist eine offene Vortragsreihe, die im Tanabe Photonic Structures Laboratory stattfindet. Studenten ab der Postgraduiertenstufe erhalten einen Überblick über Arbeiten aus dem Bereich der Optik und verwandter Technologien wie Photonik, Werkstoffe, Biowissenschaften usw. und können diese auf leicht verständliche Weise erklären.
Über die Rechnungsprüfung
Die Teilnahme an den Vorlesungen ist kostenlos, sowohl auf dem Campus als auch außerhalb. Die Konferenz wird regelmäßig stattfinden. Wenn Sie also an einem der Themen interessiert sind, kommen Sie bitte vorbei. Sie brauchen sich nicht anzumelden, aber wenn Sie sich im Voraus mit uns in Verbindung setzen, werden wir die Unterlagen für Sie vorbereiten.

Ankündigung der Veranstaltung.
Der Journal Club wird über unsere Website und die Mailingliste organisiert. Wenn Sie sich in die Mailingliste eintragen, erhalten Sie regelmäßig per E-Mail Einladungen zu den Treffen.

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