Conferencia de Fotónica del IEEE Tomohiro Tetsumoto

Investigación

Informe de participación en la IEEE PHOTONICS CONFERENCE 2014.

Tomohiro Tetsumoto, estudiante de segundo año de máster, Laboratorio Tanabe

Del 12 al 16 de octubre en San Diego, California, Estados Unidos.
Hemos asistido a la IEEE Photonics Conference 2014 y presentamos un resumen de nuestras actividades.

[Panorama de la sociedad].

La IEEE Photonics Conference es una conferencia de investigación sobre dispositivos y sistemas relacionados con la fotónica de silicio organizada por el IEEE en Estados Unidos. Este año hubo muchos informes sobre investigaciones relacionadas con microcavidades, y pude escuchar charlas de investigadores conocidos cuyos nombres conozco, entre ellos el de Vahala. Muchas de las presentaciones de investigación corrieron a cargo de ponentes invitados. He oído que CLEO es un lugar para escuchar varias presentaciones y recopilar información, mientras que OSA y este IPC son lugares para escuchar y estudiar muchas presentaciones. La conferencia no era tan grande, el lugar de celebración era una parte de una planta de un hotel, había unos 200~300 participantes (estimados por Terumoto), y tuve la impresión de que allí se habían reunido investigadores de campos bastante cercanos. Por lo tanto, me encontré a menudo con gente. Creo que es un buen congreso para conocer gente. Yo mismo conocí a un estudiante del Laboratorio Weiner de la Universidad de Purdue que me hizo una pregunta después de mi presentación (siempre estaba buscando a alguien, diciendo "Estoy buscando a alguien...", como si hubiera alguien con quien quisiera hablar. Era amigo de un estudiante de la Universidad de Purdue al que había conocido en una conferencia anterior). Siempre estoy buscando a alguien. Creo que es bueno hacer amigos activamente porque es divertido cuando llegas a conocer a más gente.

Fig. 1: (Izquierda) Hotel en el lugar de la conferencia. (Derecha) Sala de estudiantes del IEEE. (Derecha) Sala para estudiantes del IEEE, con fruta, pero no está claro si está permitido comerla.
Fig. 1: (Izquierda) Hotel en el lugar de la conferencia. (Derecha) Sala de estudiantes del IEEE.
Se pone fruta en la mesa, pero no queda claro si se puede comer o no.

[en relación con su propia presentación].

Revisé mi material de presentación y el manuscrito y practiqué hasta el último minuto. El manuscrito en sí estaba casi memorizado, pero al llegar al sitio me di cuenta de que el contenido no cabría en el tiempo de presentación. El día de la presentación, conseguí mantenerlo dentro del límite de tiempo y le di una puntuación de unos 70 puntos. Creo que fui capaz de hacer una presentación con una puntuación de aprobado que puedo hacer ahora. Después de la presentación, recibí tres preguntas (velocidad de funcionamiento, razón para utilizar un resonador para la conversión del camino óptico, qué potencia se utiliza). Básicamente, las preguntas eran sobre el diseño de mi investigación, por lo que en el futuro me gustaría ser más cuidadoso para hacer complicado (muchos dispositivos) charla de diseño más fácil de entender. La tercera pregunta, qué tipo de fuerza se utiliza, me hizo pensar que en el campo de la opto-mecánica, creía que si decía "fuerza de radiación óptica" sería capaz de transmitir de qué tipo de fuerza estaba hablando. Ciertamente, la presión de radiación óptica que estoy utilizando en el diseño de esta investigación es una fuerza atractiva, y es difícil considerarla al mismo nivel que la presión de radiación, que se genera cuando la luz incide sobre un objeto. Yo mismo creo que existe un potencial similar al de la gravedad, y entiendo que la estructura del resonador ejerce una fuerza que atrae la luz interna hacia un estado de baja energía (longitud de onda de resonancia corta). Sin embargo, no estoy seguro de que esta comprensión sea exacta, y el uso de términos como presión de radiación y fuerza óptica no siempre es apropiado, por lo que me gustaría profundizar en mi comprensión una vez más para poder dar una explicación precisa en el futuro.

[Introducción a los temas de investigación].

Como ya se ha mencionado, en la conferencia se presentaron muchos informes relacionados con las microcavidades, por lo que había muchos temas con los que estaba familiarizado. Se presentaron tanto SNAP, de Kobatake, como la detección de fluidos mediante opto-mecánica, de Kobayashi, que se encargó del apoyo en el Coro de primavera. También hubo varios investigadores que recurrieron al IMEC para investigar sobre metamateriales y convertidores de tamaño puntual, que parecen ser difíciles de fabricar, y me pareció que los obstáculos a la fabricación son cada vez menores gracias a la difusión de las fundiciones y las mejoras en la precisión.
A continuación se exponen algunas de las presentaciones que resultaron de especial interés en la conferencia.

[TuF3.1: X. Jiang, et al., Microcavidades de ultra alta Q con emisión altamente direccional].Presentación del grupo del profesor Xiao en la Universidad de Pekín. Conocía la historia de hacer toroides elípticos para que sea posible la entrada/salida espacial con direccionalidad, pero esta vez he vuelto a escuchar el principio a fondo. El caos parece estar implicado a un nivel profundo, pero al final parece que la estructura del toroide está hecha de tal manera que sólo una parte de la condición de reflexión total no se satisface. Sin embargo, la gran precisión de la fabricación es asombrosa. Me pregunto si es posible controlar con gran precisión la longitud de onda de resonancia del toroide utilizándolo como referencia. Creo que se trata de una tecnología necesaria para el envasado. Una de las ventajas del acoplamiento espacial es que el valor Q del acoplamiento es estable, y están intentando utilizarlo para conseguir una detección de altísima precisión a partir de la ampliación de modos en lugar de la división de modos del espectro de resonancia. Volví a oír hablar de ello y me pareció razonable.

[Propagación unidireccional de banda ancha a través de guías de ondas dieléctricas con índice efectivo desigual].
La historia del análisis numérico de un aislador de estructura interferométrica de tipo MZI. El principio es simple y se presenta aquí. La configuración del dispositivo es, por ejemplo, la siguiente. Una sola guía de ondas se extiende desde la izquierda y está diseñada para que sólo pueda propagarse el modo fundamental. Las dos guías de ondas tienen anchuras diferentes. Las guías de onda separadas se conectan por la derecha a una guía de onda que puede propagar los modos de primer y segundo orden.
Las dos guías de ondas separadas tienen constantes de propagación distintas debido a sus diferentes anchuras y se ajustan a una longitud en la que la fase se invierte exactamente π. Por esta razón, la entrada de luz a las dos guías de onda forma simultáneamente un modo con simetría impar de segundo orden cuando se combinan de nuevo. En este caso, la entrada de luz desde la derecha no puede ser guiada a través de la estructura cónica hasta la guía de onda izquierda porque no puede ser transferida a un modo de primer orden en su camino hacia la guía de onda izquierda, mientras que la entrada de luz desde la izquierda puede propagarse a través de la guía de onda derecha como un modo con simetría impar de segundo orden. De este modo, actúa como un aislador. Las dos guías de onda divididas tienen casi la misma anchura, por lo que el ancho de banda operativo puede ampliarse, lo que parece ser una característica de este sistema.

[WH.4. 4: R. Van Laer, et al., Observación de una ganancia brillouin de 4,4 dB en un hilo fotónico de silicio].
Descripción de la dispersión Brillouin de alta ganancia excitada inductivamente utilizando hilos de silicio. Para reducir la pérdida por vibración mecánica, se recortó la capa de sílice bajo la capa de silicio hasta unos 10 nm y se aumentó la distancia de interacción fotón-fotón (en unos pocos centímetros), con lo que se obtuvo una relación ganancia-pérdida nueve veces superior a la de los dispositivos convencionales. El concepto es exactamente el mismo que el diseño de los resonadores fotónicos-fonónicos. En un resonador de tipo guía de ondas, es probable que las ondas viajeras y las ondas hacia atrás existan en la misma medida en el resonador óptico, pero ¿pueden emitirse ambas luz Raman? Tenía el prejuicio de que la excitación de la dispersión Brillouin no es fácil de ver, pero parece que se puede ver del mismo modo que otras no linealidades si se inyecta la luz a gran intensidad. Pensé que sería posible excitarla si el diseño estaba bien pensado. Me interesa este campo, así que me gustaría comprobarlo. En Nature Physics 5, 276-280 (2009), se observó algo similar a la generación de peines ópticos de Kerr en la modulación por optomecánica, de la que hablé antes con el Dr. Kato, a través de la dispersión Brillouin.

[Resumen/impresiones].

En esta ocasión, hubo muchas presentaciones relacionadas con las microcavidades, y pude escuchar muchas ponencias de mi campo de interés. En particular, el simposio especial sobre opto-mecánica me proporcionó información útil para considerar la dirección de mi propia investigación futura.
Por otra parte, aunque no se mencionaba en el texto, se reafirmó la importancia de dominar el inglés. Básicamente, sólo los japoneses no saben hablar inglés. En esta conferencia, pude escuchar las presentaciones de varios japoneses, pero algunos de ellos ni siquiera recordaban el inglés de las presentaciones que se suponía que habían hecho. Obviamente, hubo algunos investigadores que abandonaron la sala al ver que no sabían hablar inglés, lo que me hizo preocuparme sobre si Japón podrá mantener su competitividad internacional en investigación y otros campos. Por supuesto, es importante mejorar la calidad de la investigación, pero también es sumamente importante mejorar los conocimientos de inglés como medio de comunicación e interacción con los investigadores. Había estado saltándome el estudio del inglés incluso antes de la conferencia, pero a partir de ahora practicaré conscientemente escuchar y hablar en inglés.