Journal Club 2012 | Tanabe Photonic Structure Group

Journal Club

Par année (avril-décembre)

ANNÉE FISCALE 2012.

Présentation :

Les diodes optiques (isolateurs optiques) sont des dispositifs très importants lorsque des circuits optiques sont fabriqués en combinant des éléments optiques. Les diodes optiques pouvant être intégrées dans des circuits optiques doivent être fabriquées sur des substrats de Si à l'aide du procédé COMS et présenter une petite taille de dispositif, mais aucune étude n'a été réalisée sur des diodes optiques satisfaisant à ces conditions. Dans ce contexte, cet article décrit une diode optique basée sur un micro résonateur en anneau qui peut être fabriqué sur du Si en utilisant un processus CMOS.
Ce club de lecture se concentrera sur le principe de fonctionnement des photodiodes présentées dans cet article.

Présentation :

Pour le traitement quantique de l'information, il faut une source de photons capable de produire des photons uniques de manière stable. Ces dernières années, la luminescence des centres NV du diamant a attiré l'attention en tant que source stable de photons uniques à température ambiante. Il a également été démontré que la combinaison des plasmons avec la luminescence des centres NV peut améliorer la génération de photons uniques.
L'article présenté ici rapporte la fabrication d'un dispositif capable de générer plus efficacement des photons uniques en créant une structure cylindrique contenant des centres NV sur un substrat de diamant et en y appliquant un revêtement d'argent. L'approche descendante utilisée permet la production en masse de sources à photons uniques, et cette recherche est un tremplin pour des expériences à grande échelle utilisant des sources à photons uniques à l'avenir.
Mot clé : centre de vide d'azote, plasmon, photon unique, optique quamtum.

Présentation :

L'objectif ultime pour contrôler la lumière est d'utiliser des photons uniques. Cependant, les effets optiques non linéaires des photons uniques sont si petits que leur réalisation est un défi. Ce type de recherche a été réalisé dans les QED à cavité, mais aucune méthode pratique et robuste n'a encore été développée.

L'article présenté ici propose un transistor optique à photons uniques sur des nanofils dont la taille est inférieure à la limite de diffraction, en utilisant les propriétés des plasmons de surface. Le contenu est entièrement expliqué par des simulations et sera approfondi en le combinant avec le système conventionnel Cavity QED.

Mot clé : plasmon de surface, photon unique, optique quamtum.

Présentation :

Il est communément admis que "la vitesse de la lumière ne peut être dépassée", mais cela est vrai dans le vide et dans une seule substance. En utilisant le concept de vitesse de groupe, il est possible de déduire une valeur pour la vitesse supérieure à la vitesse de la lumière. Dans cet article, une expérience a été menée pour créer une impulsion lumineuse qui se propage plus vite que la vitesse de la lumière, appelée "lumière rapide", et pour transmettre des informations numériques "1 ou 0" en utilisant cette impulsion. La transmission d'informations à la vitesse de la lumière a été comparée à celle de la "lumière rapide", et le problème, discuté depuis les années 1960, selon lequel la vitesse de la lumière ne peut être dépassée, même pour la "transmission d'informations", a été prouvé expérimentalement.
Dans ce club de lecture, j'aimerais me concentrer sur le concept de "lumière rapide" et sur les techniques expérimentales.

Présentation :

Il existe des cristaux photoniques qui excellent dans leur capacité à confiner et à intégrer la lumière dans des résonateurs micro-optiques. Cependant, l'incompatibilité de ces résonateurs avec les fibres optiques rend difficile leur connexion à d'autres dispositifs. Dans cet article, nous présentons un dispositif qui intègre un cristal photonique et une fibre optique en liant directement le cristal photonique à la fibre optique à l'aide de résine époxy. Le contenu consiste principalement en quatre mesures optiques utilisant cet appareil, où le quatrième et dernier système optique est entièrement intégré par une fibre optique.
Le Journal Club se concentrera sur les méthodes de fabrication et les mesures optiques des dispositifs, ainsi que sur l'évolution future de ces dispositifs.

Présentation :

La technique consistant à rendre des objets invisibles, appelée "occultation", a suscité beaucoup d'intérêt ces dernières années. L'utilisation de structures dont la taille est inférieure à une longueur d'onde permet de concevoir librement la distribution de l'indice de réfraction et, par conséquent, de manipuler librement le trajet de propagation des rayons lumineux. Dans cet article, l'occultation dans le domaine optique a été vérifiée avec succès de manière expérimentale en utilisant des microstructures sur silicium.
Le Journal Club se concentrera sur les progrès de la technologie de l'occultation et ses principes.

Présentation :

Réalisation d'un piégeage atomique à la surface de fibres optiques effilées.
Les pièges atomiques utilisant des lasers sont largement utilisés. Les pièges atomiques sont essentiels pour l'observation et l'utilisation des effets quantiques. Les pièges atomiques utilisant des fibres optiques ont été difficiles à connecter car elles sont creuses à l'intérieur et les atomes y sont placés. Dans cet article, nous avons réussi à piéger des atomes de césium dans un champ évanescent en utilisant une fibre optique effilée. En ajustant la longueur d'onde et l'intensité de l'entrée laser dans la fibre optique conique, un piège potentiel a été généré près de la surface de la fibre, dans lequel environ 2000 atomes de césium ont été piégés.
Dans le Journal Club, la technique de piégeage optique sera expliquée en détail.

Présentation :

Couplage cohérent quantique entre les modes d'un oscillateur mécanique et d'un résonateur optique Récemment, des tentatives ont été faites pour coupler les modes de vibration de la lumière et de la mécanique en utilisant des micro-résonateurs optiques, qui confinent la lumière dans un espace très réduit. Il s'agit d'un couplage cohérent dans lequel la pression de radiation de la lumière est utilisée pour exciter des vibrations mécaniques, qui à leur tour excitent la lumière à partir des vibrations mécaniques. Alors que, jusqu'à présent, seul le couplage cohérent des micro-ondes et des vibrations mécaniques a été réalisé, dans cet article, nous visons le couplage cohérent de la lumière et des vibrations mécaniques au niveau quantique. Les expériences montrent que l'excitation par de faibles impulsions lumineuses classiques entraîne un échange d'énergie entre la lumière et les oscillateurs micromécaniques au niveau d'une moyenne de moins d'un quantum dans le domaine temporel.
Dans ce Journal club, je voudrais parler de l'EIT et de l'OMIT, en mettant l'accent sur l'anit-crossing.

Présentation :

Les circuits quantiques basés sur l'optique spatiale ont traditionnellement été considérés comme problématiques en raison de l'instabilité de leurs interférences et de la complexité de leur réglage. Dans ce contexte, dans cette étude, une porte CNOT, l'une des portes de base des ordinateurs quantiques, a été fabriquée sur une puce en Si en utilisant les procédés de semi-conducteurs existants. Ces recherches devraient contribuer non seulement à la stabilisation des interférences entre photons, mais aussi à la miniaturisation et à l'intégration des circuits quantiques.
Ce club de lecture se concentrera sur les éléments fondamentaux, tels que le contexte historique de la réalisation des portes CNOT avec des photons et le principe de fonctionnement des portes.

Présentation :

Couplage cohérent quantique entre des oscillateurs mécaniques et des modes de résonateurs optiques.
Ces dernières années, des tentatives ont été faites pour coupler les modes de vibration de la lumière et de la mécanique en utilisant des micro-résonateurs optiques qui confinent la lumière dans un espace très réduit. Il s'agit d'un couplage cohérent dans lequel la pression de radiation de la lumière est utilisée pour exciter des vibrations mécaniques, qui à leur tour excitent la lumière à partir des vibrations mécaniques. Alors que, jusqu'à présent, seul le couplage cohérent des micro-ondes et des vibrations mécaniques a été réalisé, dans cet article, nous visons le couplage cohérent de la lumière et des vibrations mécaniques au niveau quantique. Les expériences montrent que l'excitation avec de faibles impulsions lumineuses classiques conduit à un échange d'énergie entre la lumière et les oscillateurs micromécaniques au niveau de moins d'un quantum en moyenne dans le domaine temporel.
Dans ce Journal club, nous souhaitons expliquer les concepts de base de ce domaine, appelé opto-mécanique, ce qui a été réalisé dans cette expérience et les perspectives d'avenir.

Présentation :

Cet article présente un document sur la peinture sensible à la pression (PSP), une technologie récemment développée pour mesurer la pression sur les surfaces des avions, principalement utilisée dans les expériences en soufflerie. La mesure conventionnelle de la surface s'effectue en réalisant de nombreux trous (trous de pression) dans la surface du modèle et en reliant des tuyaux partant de ces trous. Il présente également l'avantage de pouvoir mesurer des surfaces au lieu des mesures ponctuelles classiques. Dans ce rapport, après avoir pulvérisé le PSP sur les ailes d'un avion Beechcraft 65, l'avion a été effectivement piloté entre l'aéroport de Sendai et Fukushima, et les résultats obtenus pendant le vol ont été rapportés. J'ai décidé de présenter ce document car je participe actuellement à un stage à l'Agence japonaise d'exploration aérospatiale (JAXA). C'est pourquoi j'aimerais également parler un peu de la JAXA.

Présentation :

Dans les circuits optiques utilisant des polaritons plasmoniques de surface (SPP), il a été difficile d'augmenter simultanément l'efficacité de localisation et de détection des SPP. Dans cette étude, une nouvelle méthode de détection SPP basée sur le couplage en champ proche entre les plasmons et les FET à nanofils est proposée. L'efficacité de détection de 10% est élevée malgré sa taille nanométrique, et le signal peut également être amplifié pour la détection. Dans cette présentation, le principe et les avantages de l'utilisation des plasmons seront expliqués avec une attention particulière.

Présentation :

Dans cet article, nous présentons l'obtention d'une puissance élevée de 110 K dans un laser utilisant des YAG en céramique, ce qui est équivalent à un YAG monocristallin. En principe, les céramiques ne conviennent pas aux monocristaux, mais ce résultat a été obtenu grâce au fait que la méthode de fabrication des monocristaux n'est pas encore totalement établie et grâce aux améliorations apportées au processus de fabrication des céramiques. La conférence se concentrera sur une comparaison des performances et des aspects de production des lasers et des dispositifs YAG en céramique et monocristallins.

Présentation :

En raison du principe d'incertitude, il est en principe impossible d'observer la trajectoire d'un photon unique passant par une double fente. Cependant, dans cet article, nous avons réussi à observer la trajectoire moyenne des photons en utilisant une méthode appelée "mesure faible". Dans cette présentation, l'accent sera mis sur le principe et la méthode expérimentale utilisés.

Nous vous informerons régulièrement des événements qui seront organisés.
Tout le monde peut s'inscrire.

Qu'est-ce que le Journal Club ?
Il s'agit d'une série de conférences ouvertes organisées dans le laboratoire de structures photoniques Tanabe. Les étudiants de troisième cycle et plus étudient des articles liés à l'optique et aux technologies connexes, telles que la photonique, les matériaux, les biosciences, etc., et les expliquent de manière simple.

A propos de l'audit
Les conférences sont gratuites, que vous soyez sur ou hors du campus. La conférence se tiendra régulièrement, donc si vous êtes intéressé par l'un des sujets, n'hésitez pas à venir y assister. Aucun préavis n'est nécessaire pour y assister, mais si vous nous contactez à l'avance, nous préparerons des documents pour vous.

Annonce de l'événement.
Le club de lecture est organisé sur notre site web et sur notre liste de diffusion. Si vous vous inscrivez à la liste de diffusion, vous recevrez périodiquement des invitations par courrier électronique aux réunions.

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