OSA (FiO/LS) 2015 Takumi Kato

Investigación

Informe sobre el regreso a casa de la OSE (FIO/LS) en 2015

Takumi Kato

1. visión general.

Del 18 al 22 de octubre asistí a Frontiers in Optics 2015, organizado por la Optical Society of America. Era la primera vez en tres años desde que asistí a la conferencia en 2012. A diferencia de las conferencias nacionales, había muchos informes en el campo de los resonadores microópticos, así que acudí a muchas sesiones para investigar las últimas tendencias de investigación, y aprendí mucho de las charlas invitadas de investigadores destacados como Vuckovic, de la Universidad de Stanford, y Faist, de la ETH. También había algunos investigadores conocidos, como el grupo del Prof. Morandotti en el INRS y el grupo del Prof. Nic Chormaic en el OIST, a quienes había conocido en Canadá, y me di cuenta de que, aunque era una conferencia internacional, había algunos miembros fijos que asistían a la conferencia. Sentí que me gustaría seguir contribuyendo activamente a las conferencias internacionales en el futuro, para que el Laboratorio Tanabe se convierta también en una presencia de este tipo para ellas.

2. con respecto a su propia presentación

FTu2E Hice una presentación oral titulada "Influencia de la dispersión Raman en el peine de frecuencias Kerr en una microcavidad toroidal de sílice", que fue la misma que hice en septiembre en la Sociedad Japonesa de Física Aplicada. El contenido de la presentación fue el mismo que el que di en septiembre en la Sociedad Japonesa de Física Aplicada, pero me pareció que esta vez hice una presentación mejor, aunque fuera en inglés, y fue bueno que preparara la presentación con una idea clara de lo que debía transmitir en los escasos 10 minutos. Se plantearon las dos preguntas siguientes.

  • ¿Es dominante la mezcla de cuatro ondas para la dispersión Raman cuando la FSR es de varias decenas de GHz?
  • En cuanto a los parámetros computacionales de la simulación.

Se comprobó que sería muy fácil de entender si se dispusiera de datos con parámetros para los coeficientes de dispersión y no lineales que mostraran claramente si domina la mezcla de cuatro ondas o la dispersión Raman cuando el FSR es de cierta magnitud.

3. encuestas sobre tendencias de investigación

Relacionado con el peine de frecuencias de Kerr
FM1D.2 Peines de frecuencia óptica estabilizados en chip *UCLA Chee Wei Wong et al.
Informe sobre la generación de peines mediante anillos de SiN. Se han realizado muchos estudios sobre la estabilización de peines de automóviles, pero no propuestas en chip. En este estudio se generó un pequeño carcom FSR (varias decenas de GHz) y se consiguió una gran estabilidad al tiempo que se interfería con el carcom de fibra de Menlo. Se observó que el grupo de UCLA presentó el carcom en lugar del contenido.

FM2D.3 Towards Automated Deterministic Comb Generation in Microresonators: overcoming thermal shift *Purdue Univ. Weiner et al.
Informe sobre cómo guiar de forma fiable un carcom hacia un estado de solitón. Centrándose en el hecho de que las oscilaciones de la potencia interna del resonador en el estado caótico hacen que el estado posterior sea incierto, se investigan las condiciones en las que se puede alcanzar el estado de solitón evitando al mismo tiempo el estado caótico. Como no se añadieron efectos termo-ópticos a las simulaciones, el interés se centró en cómo evitar los efectos de los efectos termo-ópticos en los experimentos.

FTu3E.2 Láser de cascada cuántica Generación de peine de frecuencias Kerr *EPFL Kippenberg et al.
Informe sobre un peine de automóvil dirigido a una fuente de luz de peine en la banda del infrarrojo medio. El resonador es de MgF2Resonador. La luz de bombeo es un láser de cascada cuántica. El acoplador evanescente es una fibra de calcogenuro. La dispersión no es muy buena, pero es posible mejorarla diseñando la dispersión estructural del resonador.

FW3C.1 Peines de frecuencia de banda ancha en un chip fotónico utilizando radiación Cherenkov inducida por solitones *EPFL Kippenberg et al.
Un informe sobre el peine de coches con anillos de SiN. El contenido de la ponencia era típico del campo del carcom, como el uso de ondas dispersivas para realizar un peine de banda ancha, la medición absoluta del desplazamiento de la envolvente portadora utilizando 2f-3f, etc. La parte más interesante era el colapso del espectro debido al cruce de modos. Lo más interesante fue el debate sobre el colapso del espectro debido al cruce de modos. Por ejemplo, incluso si se obtiene un solitón ideal cuando sólo se considera el modo de primer orden de TE, el espectro se colapsará si algún modo longitudinal se cruza con el modo de segundo orden de TE. Por lo tanto, el diseño debe evitar el cruce de modos en la medida de lo posible. Por otro lado, para el diseño dispersivo, no es posible ceñirse a la condición monomodo, por ejemplo, haciendo más ancha la anchura de la guía de ondas, por lo que se reconoce que el cruce de modos es inevitable hasta cierto punto. Se dice que se está investigando para crear condiciones monomodo adelgazando parte de la guía de ondas de forma experimental. Teóricamente, esto sería lo mismo que ocurre con las fibras cónicas, en las que sólo existen modos únicos. Si pueden producirse fenómenos similares a los de las fibras cónicas, esto podría conducir al atrapamiento atómico mediante luz evanescente amplia y a la generación de fotones únicos a partir de ellos, que se están estudiando con fibras cónicas.

FW6C.5 Peines de frecuencia Kerr de microcavidades que abarcan octavas con emisión de ondas dispersivas armónicas en un chip de silicio *NIST Diddams, Papp, Srinivasan et al.
Presentación posterior a la fecha límite, a la que no se pudo asistir, en la que se informa sobre la observación de un peine de ensanchamiento de 1~2 µm utilizando un anillo de SiN. Una de las innovaciones es que las longitudes de onda a las que se generan las ondas dispersivas están diseñadas para estar en torno a 1 µm y 2 µm. Otra innovación es el ajuste del acoplamiento entre la guía de ondas y el resonador. Normalmente, sólo se tiene en cuenta el acoplamiento de la longitud de onda de la bomba y se tiende a ignorar otras longitudes de onda, pero esto se tiene en cuenta utilizando una guía de ondas curvada. De hecho, se ha observado un peine con una dispersión de 1 a 2 µm con una bomba de 1550 nm, pero no parece haber dado lugar a la formación de solitones.

4. otros.

FM2D.1 Óptica no lineal de baja potencia en estructuras nanofotónicas *Stanford Vuckovic
Nanofotónica, pero no de silicio, sino principalmente de GaAs, GaP, SiC, etc., en lo que se refiere a DFGs utilizando χ(2) en nanohaces de GaAs, que pueden generarse eficientemente fabricando superficies de cristal de GaAs de forma ingeniosa; Bloqueo de fotones ⇔ Túnel inducido por fotones. También se han realizado muchos estudios a nivel monofotónico, como el túnel inducido por fotones. Mientras presentaba algunas de las investigaciones sobre nanofotónica más destacadas, como las que utilizan estructuras de cristal fotónico, las contrapuso a las que rompen con los modos convencionales, como la publicada en Nature Photonics en 2015, que provocó las risas del público. Sin embargo, este tipo de diseños que utilizan algoritmos de optimización bien podrían convertirse en elementos centrales de la nanofotónica en el futuro.
Diseño inverso y demostración de un demultiplexor de longitud de onda en chip compacto y de banda ancha.Alexander Y. Piggott, Jesse Lu, Konstantinos G. Lagoudakis, Jan Petykiewicz, Thomas M. Babinec y Jelena Vučković. Naturaleza Fotónica (2015) (arXiv:1504.00095)

FM2D.5 Filtro de microondas sintonizable de banda ultraestrecha creado mediante dispersión Brillouin estimulada *Sydney Eggleton et al.
Estudio mediante dispersión Forward Brillouin. Lo interesante de esta investigación es el dispositivo. La eficacia de la dispersión Brillouin, que es la interacción con las ondas acústicas, no puede aumentarse si los nanocables de silicio están en contacto con el sustrato, lo cual está bien hasta que se utilizan. En este estudio, se adopta una estructura de pilares de sílice. Esto evita la fuga de fonones y garantiza una fuerte interacción entre el modo óptico y el modo fonónico. Sin embargo, desde el punto de vista del campo de los cristales fotónicos, la solución de una estructura de puente aéreo es inmediatamente evidente. Creo haber leído sobre un intento de utilizar puentes de aire. Este informe me hizo sentir que se pueden hacer grandes avances en el mismo campo de la fotónica cambiando un poco la dirección.

FTu3E.1 Peines de frecuencia de láser en cascada cuántica de infrarrojo medio y THz ETH Faist
Tutorial sobre láseres de cascada cuántica (QCL) de Faist: No entendí en absoluto el diseño de los QCL, pero está claro que están orientados al rango del infrarrojo medio al terahercio; la investigación sobre la generación de peines directamente a partir de QCL se publicó en Nature en 2013, y ha ido avanzando gradualmente desde entonces. Personalmente, consideré que sería deseable desarrollar esta investigación utilizando QCL, sin competir con el campo de los QCL. En este sentido, el uso de QCL como fuente de luz para generar peines de coches en la banda del infrarrojo medio parecía ortodoxo.

FW3E.6 NanoDímeros de silicio para puntos calientes de campos magnéticos y eléctricos *Instituto de Almacenamiento de Datos, Singapur
Es bien sabido que cuando el oro y otros metales se acercan en un nanogap, se genera un fuerte campo eléctrico en el gap por plasmones. Mientras que la investigación sobre campos eléctricos se ha llevado a cabo ampliamente, la investigación sobre campos magnéticos ha sido escasa. En este estudio se analizan y experimentan los campos eléctricos y magnéticos generados cuando se aproximan materiales dieléctricos (silicio) en un nanogap. Dependiendo de la polarización de la luz excitada, se excita el dipolo eléctrico o el dipolo magnético.