CLEO-PR 2013 Hiroshi Kudo

Investigación

Informe de participación en la conferencia CLEO-PR y OECC/PS 2013 @ KYOTO

Hiroshi Kudo, estudiante de segundo año de maestría, Laboratorio Tanabe

4 de julio de 2013.

Presentación oral en CLEO 2013-PR/OECC en Kioto, del 30 de junio al 4 de julio de 2013.
En este informe, exponemos nuestras impresiones sobre esta conferencia.

[Turismo].

Esta vez, las visitas se centraron en Arashiyama, Sagano y Rakunan. En primer lugar, bajamos el río Hozu, que tarda unas dos horas desde la estación de Saga-Arashiyama en tranvía y autobús, y tarda unos 40 minutos. El entretenido guía del barquero te lleva lentamente por el río, pero también puedes experimentar emocionantes toboganes de aguas bravas, que son muy interesantes. La excursión también nos permitió olvidar el ajetreo de la vida cotidiana dando un tranquilo paseo por la calle de los bosques de bambú y el santuario de Fushimi Inari. Aunque era la época de lluvias, el tiempo fue bueno durante la conferencia y fue un día perfecto para hacer turismo.

[Presentación propia].

En este informe, la influencia del radio de curvatura de los resonadores poligonales en el valor Q se informó principalmente mediante un análisis numérico. Creo que la presentación en sí estuvo razonablemente bien hecha en comparación con la anterior CLEO 2013. Me he dado una puntuación de 70. Sin embargo, el público no respondió bien a mi presentación, en parte porque estaba lejos del ámbito de la sesión. En el futuro, me gustaría informar sobre investigaciones interesantes que sean de interés para el público, incluso entre sesiones.

Hiroshi Kudo

[Investigación notada (sección de presentaciones orales)].

Wl1-1 Nanofotónica del diamante y óptica cuántica, Marko Loncar.
Como sugiere el título, esta investigación tiene como objetivo las aplicaciones cuánticas utilizando estructuras de diamante, pero la tecnología de fabricación es simplemente sorprendente. Los resonadores anulares y los cristales fotónicos unidimensionales, que se fabricaban convencionalmente con silicio, se consiguieron utilizando diamante, y en los resonadores anulares de pista de carreras de sílice se alcanzó un valor de Q=1,25×105 cubriendo la superficie con SiO2 como revestimiento. (sin revestimiento de SiO2, Q=3,0×104). También informó del reciente logro de Q > 106 y de su aplicación al peine de frecuencias ópticas con bajo ruido, como el calor.

datos de referencia
... S. Y. Lee et al, "Integrated High Quality Factor Optical Resonators in Diamond", 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 Nanofotónica híbrida III-V/SOI: Láseres, interruptores y memorias, F. Raineri et al, SOI (Silicon on Insulator) es, como su nombre indica, Si con una película de óxido incrustada, una tecnología desarrollada por IBM, y que ha contribuido en gran medida a la comunicación de alta velocidad y al bajo consumo de los LSI. En este trabajo, informamos sobre la aplicación experimental de cristales fotónicos 1D basados en InP con pozos cuánticos de InGaAsP/InGaSa incrustados en el sustrato sobre guías de onda SOI, que emiten luz a 1,55 um, para el funcionamiento del láser y la memoria, y hemos confirmado el funcionamiento de la memoria a 1 fJ y más de 2 seg. mediante la combinación de semiconductores III-V y SOI. seg. o más combinando semiconductores III-V y SOI.

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

... Nanoláseres plasmónicos multicolor Wl4-1 con umbrales ultrabajos, Yu-Jung Lu et al,
En general, el acoplamiento de la luz y los plasmones tiene el problema de las grandes pérdidas de confinamiento en tres dimensiones. El enfoque epitaxial utilizado en este estudio redujo significativamente esta pérdida, permitiendo una oscilación altamente eficiente de los láseres plasmónicos. La estructura del dispositivo consiste en nanorods de varilla de InGaN y GaN colocados en un sustrato de Ag sobre un sustrato de silicio con una fina capa de sílice entre ellos, lo que permite un confinamiento altamente eficiente de los plasmones en la capa de sílice. Controlando la forma de los nanorods, la longitud de onda del láser puede ser controlada desde el rojo hasta el azul, y el funcionamiento fue confirmado con luz CW de baja potencia (menos de 10 W/cm2 para el azul).
datos de referencia
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.
... Nanoláseres de pedestal metalodieléctrico bombeados eléctricamente Wl4-2, Qing Gu et al,

... Nanoláseres de pedestal metalodieléctrico bombeados eléctricamente Wl4-2, Qing Gu et al,
Se fabricó con éxito una nanocavidad con dos estructuras de disco mediante un proceso de grabado de InP en dos pasos. En este caso, la parte del disco es de InGaAs y está destinada a aplicaciones láser. Los valores Q y los umbrales de oscilación del láser se obtuvieron numéricamente cambiando los diámetros de los discos superior e inferior, y se investigó la forma. También se confirmó el funcionamiento de la oscilación láser con el resonador fabricado.

... Wl4-3 Fabricación y aplicación de un resonador anular plasmónico horizontal, Jaehak Lee et al,
El valor de Q sigue siendo de varias decenas analítica y experimentalmente. La última mitad de la presentación fue un informe sobre la aplicación, mostrando la tendencia de que la cantidad de desplazamiento aumenta cuando los anticuerpos se adhieren a la superficie del resonador, y que la aplicación a la biosensación sería útil.

... Dispositivos de Plasmón Activo Wl4-4, Kenzo Yamaguchi et al,
El valor de Q sigue siendo de varias decenas analítica y experimentalmente. La última mitad de la presentación fue un informe sobre la aplicación, mostrando la tendencia de que la cantidad de desplazamiento aumenta cuando los anticuerpos se adhieren a la superficie del resonador, y que la aplicación a la biosensación sería útil.

... Dispositivos de Plasmón Activo Wl4-4, Kenzo Yamaguchi et al,
Este es un informe sobre el análisis numérico del control mecánico de estructuras de rejilla a nanoescala mediante la aplicación de un campo eléctrico externo. La frecuencia de resonancia del plasmón superficial generado alrededor de la estructura de la rejilla se modifica por el cambio estructural. También se ha logrado la fabricación de dispositivos mediante haces de iones, y en el informe se mostró una imagen en movimiento de la estructura que cambia al conectar el cableado al dispositivo y aplicar un campo eléctrico externo.

... Wl4-6 Plasmonic Properties and Biosensing od Gold Elliptical Nanoring Arrays, Chia-Yang et al,
Se trata de un informe sobre el análisis numérico de la intensidad de la resonancia plasmónica y su desplazamiento de la longitud de onda para cada polarización de la luz, utilizando el coste vertical y horizontal (R) de la estructura anular como variable. El contenido del informe permitió comprender mejor las características del anillo al realizar el mismo análisis en la estructura circular y en la estructura de agujeros circulares. La conclusión fue que cuanto más ajustada sea la relación horizontal-vertical, mejor, y que se está estudiando su aplicación a la biodetección.

[Presentaciones notables (pósters)].

TuPK-12 Característica de láser de la microesfera de ZnO preparada por un método simple de ablación láser, D. Nakamura et al,
Al realizar la ablación láser en un sustrato de ZnO, se fabricó un micro-resonador óptico circular y se confirmó una oscilación láser más eficiente. En este estudio, se utilizaron tres tipos de láseres Q-switch a 355 nm, 532 nm y 1064 nm para la ablación, y aunque la superficie del resonador a 355 nm es irregular, se puede fabricar un resonador circular a 532 nm y 1064 nm. En el presente informe, no se consideró si la cristalinidad se mantenía o no, pero se pensó que el método de fabricación de simple irradiación del láser era atractivo.

TuPM-8 Permanent Tuning of high-Q Silicon Mirroring Resonators by Fs Laser Surface Modification, D. Backman et al,
Este es un informe de un estudio sobre el post-procesamiento de los cambios de resonancia en resonadores de anillo de silicio mediante la irradiación de láseres fs. Se han llevado a cabo investigaciones de posprocesamiento desde varios ángulos con el fin de realizar el ajuste final de la estructura una vez fabricada, no sólo para los anillos de silicio sino también para los cristales fotónicos y los resonadores toroidales. También se informó de la aplicación de esta técnica a un filtro de doble anillo μ para igualar las frecuencias de resonancia de dos resonadores de anillo.

Dinámica ultrarrápida del modo de cizallamiento entre capas en nanoestructuras de grafito de Au, M. F. Avila-Ortega et al,
La dispersión Raman mejorada en superficie se genera en la superficie de un sustrato de grafeno con una capa de nanopartículas de oro depositada sobre él mediante la irradiación de un láser Ti:sapphire de 80 MHz. En este caso, se informaron los resultados experimentales sobre la variación de la intensidad y la fase de los espectros Raman generados como parámetro del espesor de la capa de nanopartículas de oro. Tanto la intensidad como la fase mostraron un comportamiento discontinuo a un espesor de unos 20 Å. La causa es aún desconocida en este momento y se investigará en el futuro.

[Banquete].

El cuarto día de la conferencia se celebró un banquete en el Grand Prince Hotel Kyoto, junto a la sede de la conferencia, al que asistí con el profesor Kannari y cuatro estudiantes del Instituto Kannari. El banquete fue magnífico, y las maiko y las geishas cantaron, bailaron y nos sirvieron, haciendo que fueran dos horas realmente agradables. En medio del banquete, se celebró una ceremonia de entrega de premios y el Sr. Abe, del Laboratorio Kannari, recibió el Premio del Estudiante.
Sr. Abe, enhorabuena por su éxito.
Era frustrante mirarle de reojo, pero llegamos a la conclusión habitual: "Hagamos lo mejor posible en nuestra investigación para no salir perdiendo con Abe-san".

[Finalmente.

Tenía la impresión de que los informes de CLEO-PR y OECC/PS 2013 se centraban principalmente en los experimentos (en particular, las técnicas de fabricación), y me sorprendió especialmente el alto nivel de competencia técnica del grupo del profesor Loncar. En cuanto a los dispositivos, la sesión sobre plasmones fue muy emocionante, con dos tutoriales y dos sesiones, pero también hubo muchas otras sesiones de gran relevancia. Investigadores de la Universidad de Tsinghua, la Universidad de California, el KAIST, la Universidad de Ehime en Japón y otras universidades de todo el mundo presentaron sus investigaciones, y hubo varios informes que no dieron la impresión de ser de investigación básica. Aunque los informes se centraran en los resultados de los análisis, no se quedaron en meras ideas, sino que todos acabaron dando lugar a resultados experimentales.
Por otro lado, todavía hay elementos en mi investigación que pueden mejorarse como tecnología de fabricación. A mí me entusiasma más escuchar el informe cuando se muestran los resultados de los experimentos, y me parece atractiva la investigación. En primer lugar, me gustaría que mi propia investigación me resultara atractiva.