Klub Jurnal 2018 | Kelompok Struktur Fotonik Tanabe

Klub Jurnal

Berdasarkan tahun (Apr-Des)

TAHUN BUKU 2018.

Dipersembahkan oleh.

Teknologi elektronik dan fotonik adalah teknologi utama yang mendukung industri, tetapi integrasi kedua teknologi ini dalam chip secara tradisional merupakan tantangan besar. Namun, biaya untuk menerapkan teknologi ini ke sejumlah besar aplikasi sangat mahal.
Oleh karena itu, penelitian ini mengintegrasikan teknologi fotonik ke dalam proses CMOS dengan memperkenalkan lapisan silikon polikristalin. Telah diverifikasi bahwa berbagai elemen optik seperti struktur pandu gelombang, modulator kecepatan tinggi dan fotodetektor dapat diintegrasikan pada satu chip dalam proses CMOS bersama dengan transistor.

Dipersembahkan oleh.

Dalam makalah ini, kami telah mengusulkan sensor tekanan logam-insulator-logam (MIM) yang terdiri dari dua pandu gelombang plasmonik dan resonator cincin persegi ganda. Kedua cincin persegi dihubungkan melalui tambalan persegi panjang yang terletak di antara keduanya. Metode domain waktu beda hingga (FDTD) telah digunakan untuk mensimulasikan perangkat. Dengan memberikan tekanan pada struktur, struktur berubah bentuk, dan pergeseran merah 103 nm pada panjang gelombang resonansi telah dihitung. Sensor tekanan plasmonik optik yang diusulkan memiliki sensitivitas 16,5nm / MPa yang Sensor tekanan plasmonik optik yang diusulkan memiliki sensitivitas 16,5nm / MPa yang membuatnya sangat cocok untuk digunakan dalam teknik biologi dan biomedis.

Dipersembahkan oleh.

Kemampuan untuk menangkap partikel berskala nano secara optik dengan cara yang andal dan non-invasif telah muncul sebagai kemampuan penting untuk ilmu nano. Oleh karena itu, berbagai teknik, termasuk struktur nano plasmonik, telah diperkenalkan untuk menangkap partikel berskala nano. Namun demikian, pinset nano-optik berdasarkan plasmonik menghadapi masalah pemanasan Joule karena kehilangan logam yang tinggi. Di sini, penelitian ini secara eksperimental mendemonstrasikan pendekatan non-plasmon, yaitu perangkap optik dan pengangkutan nanopartikel menggunakan antena nano silikon. Di sini, nanopartikel polistiren dengan diameter 20 dan 100 nm ditangkap dan mikroskop fluoresensi digunakan untuk melacak posisinya sebagai fungsi waktu. Hal ini menunjukkan bahwa beberapa nanopartikel dapat secara simultan terperangkap oleh antena nano tunggal. Simulasi antena nano yang memprediksi kekuatan optik yang ditingkatkan dengan sedikit panas juga disajikan. Penelitian ini menunjukkan bahwa antena nano silikon memungkinkan pengurungan optik partikel nano tanpa efek pemanasan termal yang merugikan.

Dipersembahkan oleh.

"Sambungan p-n graphene lateral sangat penting karena merupakan komponen inti dalam berbagai aplikasi elektronik. Namun, pembentukan sambungan p-n graphene lateral dengan tingkat doping yang dapat dikontrol masih menjadi tantangan besar karena fitur monolayer graphene. Di sini, dengan melakukan implantasi ion selektif dan pertumbuhan in situ dengan deposisi uap kimia dinamis, langsung pembentukan sambungan p-n graphene lateral yang mulus dengan kontrol spasial dan doping yang dapat disetel ditunjukkan. Substitusi dengan het-eroatom dicapai di daerah yang didoping boron dan didoping nitrogen dan penilaian foto-listrik mengungkapkan bahwa Karena implantasi ion adalah standar teknik dalam mikroelektronika, penelitian kami menyarankan strategi yang sederhana dan efektif untuk produksi massal persimpangan p-n graphene dengan .", dikutip dari [Gang W Wang], "Karena implantasi ion adalah teknik standar dalam mikroelektronika, penelitian kami menyarankan strategi yang sederhana dan efektif untuk produksi massal persimpangan p-n graphene dengan kemampuan batch dan kemampuan kontrol spasial, yang dapat dengan mudah diintegrasikan ke dalam produksi elektronik dan fotonik berbasis graphene. .", dikutip dari [Gang Wang, dkk "Persimpangan p-n graphene lateral yang mulus yang dibentuk oleh doping in situ selektif untuk fotodetektor berkinerja tinggi", Nature Communications volume 9, Nomor artikel: 5168 (2018)].

Dipersembahkan oleh.

Deteksi pergeseran kecepatan radial yang lemah dari bintang induk yang disebabkan oleh planet yang mengorbit merupakan teknik penting untuk menemukan dan mengkarakterisasi planet Sisir frekuensi optik memungkinkan kalibrasi pergeseran kecepatan radial bintang pada tingkat yang diperlukan untuk mendeteksi planet-planet serupa Bumi. Perangkat baru berbasis chip, microcomb soliton Kerr, memiliki sifat yang ideal untuk digunakan di mana-mana di luar laboratorium dan bahkan di instrumen yang dibawa ke luar angkasa di masa depan. Selain itu, spektrum mikrokomb sangat cocok untuk kalibrasi spektograf astronomi dan menghilangkan langkah penyaringan yang diperlukan oleh Di sini, untuk kalibrasi spektograf astronomi, kami mendemonstrasikan soliton inframerah-dekat yang direferensikan dengan garis atom/molekul. Upaya pencarian exoplanet HD 187123b yang telah diketahui dilakukan di teleskop Keck-II sebagai demonstrasi pertama di lapangan untuk mikrokombiun. Teleskop Keck-II dilakukan di teleskop Keck-II sebagai demonstrasi mikrokomet pertama di lapangan.

Dipersembahkan oleh.

IoT menggunakan banyak sensor nirkabel untuk mendapatkan data tentang lingkungan fisik (suhu, kelembaban, tekanan udara) dan memiliki banyak aplikasi yang memungkinkan, termasuk pengukuran lingkungan, sensor perawatan kesehatan, kota pintar, dan pertanian presisi. Sensor nirkabel mengumpulkan, menganalisis, dan mengirimkan data tentang lingkungan. Secara umum, sensor nirkabel yang digunakan dalam IoT sebagian besar terdiri dari perangkat elektronik yang dapat mengalami gangguan elektromagnetik dalam banyak situasi. Sensor optik tidak terpengaruh oleh interferensi elektromagnetik sehingga menawarkan keuntungan yang signifikan di lingkungan yang keras. Selain itu, dengan memperkenalkan resonansi optik untuk meningkatkan interaksi cahaya, sensor optik berbasis resonator dapat secara signifikan meningkatkan kemampuan dan fleksibilitas sensor nirkabel dengan menyediakan fungsi yang ringkas, sensitif, dan serbaguna. Dalam penelitian ini, demonstrasi pertama dari node sensor fotonik nirkabel berdasarkan resonator optik mode galeri berbisik (WGM) disajikan.

Dipersembahkan oleh.

Dalam beberapa tahun terakhir, penelitian tentang balok dengan momentum sudut orbital (OAM), seperti vortisitas optik, telah aktif, tetapi perangkat yang tidak hanya mendeteksi tetapi juga mengukur nilai tertentu telah terbatas pada ukuran besar. Dalam penelitian ini, isolator topologi plasmonik baru yang kompatibel dengan CMOS, Sb2Te3 digunakan untuk membuat perangkat pengukuran OAM mikro.
Isolator topologi yang diusulkan memiliki sifat superior dalam rentang UV hingga cahaya tampak dibandingkan dengan bahan yang digunakan secara konvensional seperti Au, dan memungkinkan pengukuran OAM yang sangat akurat dengan crosstalk di bawah -20 dB.
Isolator topologi, OAM, dan polariton plasmon permukaan juga akan diperkenalkan secara singkat pada siang hari.

Dipersembahkan oleh.

Giroskop optik dapat mendeteksi kecepatan rotasi dengan menggunakan efek Sagnac. Giroskop yang didasarkan pada prinsip ini sangat cocok untuk miniaturisasi pada struktur nanofotonik. Namun, rasio signal-to-noise giroskop umumnya dibatasi oleh fluktuasi termal dan ketidaksesuaian fabrikasi. Karena kekuatan sinyal yang relatif rendah pada skala mikro ini, giroskop nanofotonik terintegrasi belum direalisasikan sejauh ini.
Dalam penelitian ini, metode baru yang disebut "peningkatan sensitivitas timbal balik" digunakan untuk menekan fluktuasi termal dan ketidaksesuaian fabrikasi, sehingga menghasilkan giroskop yang sangat ringkas. Giroskop ini 500 kali lebih kecil dari giroskop serat optik konvensional, namun 30 kali lebih sensitif.

Dipersembahkan oleh.

Hadiah Nobel Fisika 2018 telah dianugerahkan setengahnya kepada Arthur Ashkin untuk pinset optik dan aplikasinya pada sistem biologi, dan Strickland adalah wanita ketiga di antara 210 penerima yang telah menerima Hadiah Nobel. Dalam presentasi tersebut, sekilas tentang karya ilmiah yang dianugerahi tahun ini akan Strickland akan diperkenalkan, kemudian karya terbaru dari kelompok Dr. Strickland akan ditampilkan, di mana mereka melaporkan sebuah picosecond, dua warna (1025 dan 1085 nm) yang digabungkan dengan serat, amplifikasi pulsa berkicau Yb: laser serat.

Dipersembahkan oleh.

Resonator kristal telah menarik perhatian sebagai platform fundamental untuk berbagai aplikasi yang sangat luas, termasuk generasi soliton, generasi gelombang mikro dengan kebisingan rendah, dan stabilisasi frekuensi.
Oleh karena itu, dalam penelitian ini, kopling on-chip dan sangat efisien dicapai dengan menyisipkan cahaya dari pandu gelombang silikon nitrida ke dalam pandu gelombang silika dengan struktur air-bridged.
Metode ini lebih kuat dan cocok untuk pengemasan dibandingkan dengan kopling dengan serat tirus.

Dipersembahkan oleh.

Rangkaian osilator elektronik digunakan dalam banyak bidang, mulai dari telekomunikasi hingga pembuatan jam. Ketidakidealan rangkaian osilator elektronik ini merupakan motivasi untuk desain rangkaian osilator optik dan elektronik. Ketidakidealan rangkaian osilator elektronik ini merupakan motivasi untuk desain osilator optik dan elektronik.

Dipersembahkan oleh.

Penguat serat yang didoping Erbium adalah perangkat utama dalam teknologi WDM / DWDM. Tugas pemodelan EDFA sangat mahal secara komputasi. Dalam makalah ini kami menyelidiki penerapan jaringan saraf feed-forward berlapis-lapis untuk memodelkan EDFA.

Dipersembahkan oleh.

Dalam beberapa tahun terakhir, bahan selulosa telah menarik minat baru sebagai pengganti plastik konvensional dalam hal masalah lingkungan. Dalam penelitian ini, kami telah membuat struktur fotonik dan plasmonik yang terbuat dari hidroksipropil selulosa (HPC) dengan menggunakan litografi lunak. Kristal fotonik selulosa dapat diaplikasikan secara biologis dan terdegradasi dalam berbagai pelarut, seperti air, dan dapat diwarnai dengan struktur fotonik dan memiliki peningkatan fotoluminisensi. Lebih lanjut, ditunjukkan bahwa kristal plasmonik dapat digunakan sebagai spektroskopi Raman yang ditingkatkan permukaannya dengan membentuk kristal plasmonik dengan lapisan logam.

Dipersembahkan oleh.

Laser pewarna optofluida dengan resonator optik terintegrasi dalam perangkat mikrofluida memungkinkan pendeteksian yang sensitif terhadap objek dalam jumlah kecil dan konsentrasi rendah. Dalam penelitian ini, laser multiwarna berbasis transfer energi resonansi Förster (FRET) yang menggunakan resonator optik mikrodroplet direalisasikan. Di sini, tetesan mikrofluida monodisperse dengan kumarin 102 yang diperkenalkan dihasilkan. Tetesan bola ini bertindak sebagai resonator optik mode galeri berbisik dan dipancarkan pada panjang gelombang sekitar 470 nm. Komposisi media penguatan dalam resonator tetesan dapat diubah, dan panjang gelombang dapat diubah dari biru ke oranye (~ 590 nm) dengan memasukkan Rhodamine 6G ke dalam tetesan yang mengalir. Tidak ada emisi kumarin 102 yang teramati selama Rhodamin 6G mengamuk. Kemampuan untuk mengontrol warna amukan dalam resonator tetesan yang sama, seperti dalam penelitian ini, memungkinkan deteksi terus menerus beberapa jenis molekul target di dalam atau di sekitar resonator.

Dipersembahkan oleh.

Antarmuka antara serat dan chip, chip-ke-chip dan chip-ke-chip, dll., Secara tradisional telah menjadi tantangan dalam integrasi perangkat fotonik. Pendekatan konvensional memerlukan penyelarasan presisi tinggi dan pertimbangan yang tepat untuk penyesuaian karakteristik mode. Dalam penelitian ini, elemen pembentuk balok yang dicetak 3D dibentuk pada permukaan ujung serat dan chip untuk meningkatkan efisiensi penggandengan. Selain itu, bentuk berkas dan arah propagasi disesuaikan menggunakan cermin bentuk bebas yang dicetak 3D, dan berkas diperluas dengan menggunakan beberapa lensa. Hal ini telah menghasilkan peningkatan performa yang signifikan dalam integrasi beberapa chip.

Dipersembahkan oleh.

Internet mengirimkan ratusan Tbit/s informasi dan mengkonsumsi 91 TP3T konsumsi listrik dunia. Sumber cahaya komunikasi yang lebih efisien diperlukan untuk mengurangi konsumsi energi, yang meningkat dengan kecepatan 20-301 TP3T per tahun. Dalam tren saat ini, diharapkan penghematan energi dan ruang dapat dicapai dengan menggunakan sumber cahaya sisir tunggal, bukan banyak sumber cahaya laser secara bersamaan. Dalam penelitian ini, sebuah sisir berhasil dihasilkan dengan efisiensi yang sangat tinggi yaitu 661 TP3T dengan menggunakan pandu gelombang yang terbuat dari AlGaAs. Dengan menggunakan sumber cahaya sisir ini untuk komunikasi informasi, 661 Tbit/s dapat dicapai.

Dipersembahkan oleh.

Elemen optik yang memungkinkan cahaya merambat hanya dalam satu arah, isolator optik, sangat penting dalam berbagai macam aplikasi. Perambatan gelombang suara yang tidak berlawanan dapat dicapai dengan menggunakan elemen mekanis yang berputar. Dalam penelitian ini, ide serupa diterapkan pada gelombang cahaya dan upaya dilakukan untuk mewujudkan isolator optik. Namun demikian, gelombang cahaya jauh lebih cepat daripada gelombang suara, sehingga diperlukan kecepatan putaran yang cukup besar untuk mencapai efek yang sama. Kecepatan putaran yang tinggi menyebabkan pengaburan aksial, sehingga sulit untuk mempertahankan jarak antara resonator dan pandu gelombang, dan kopling kritis tidak dapat dipertahankan. Akibatnya, metode lain telah diadopsi untuk isolasi.
Oleh karena itu, dengan menggunakan prinsip kepala magnetik yang muncul dari disk dengan akurasi nanometer dalam hal hidrodinamika dalam HDD, penggandengan dapat dicapai pada jarak beberapa nanometer dari resonator. Dalam percobaan ini, mode searah jarum jam dan berlawanan arah jarum jam dipisahkan dengan memutar resonator pada kecepatan tinggi untuk mencapai 99,61 isolasi TP3T.

Dipersembahkan oleh.

Sistem Transportasi Cerdas (Intelligent Transport Systems/ITS) adalah teknologi infrastruktur yang digunakan, misalnya, untuk mengendalikan lampu lalu lintas. Dalam penelitian ini, sebuah sensor radar diusulkan yang dapat secara bersamaan melakukan tiga tugas teknis yang diperlukan untuk ITS: pengukuran volume lalu lintas, pengukuran kecepatan, dan pembedaan jenis kendaraan.

Dipersembahkan oleh.

Bahan lunak yang berubah bentuk sebagai respons terhadap rangsangan seperti panas, cahaya, atau medan magnet memiliki potensi untuk berbagai aplikasi, mulai dari elektronik fleksibel dan robotika lunak hingga tantangan biomedis seperti pengantaran obat dan rekayasa bio-jaringan. Secara khusus, penggunaan medan magnet menjanjikan untuk aplikasi medis di mana bahan perlu dimanipulasi dari jarak jauh dan dipindahkan di ruang tertutup, tetapi metode fabrikasi saat ini hanya dapat menginduksi perubahan bentuk yang sederhana.
Penelitian ini menyajikan teknik untuk mencetak bahan lunak yang diaktifkan secara magnetis dan berubah bentuk dalam waktu kurang dari satu detik: dengan memagnetisasi nosel printer 3D dan mengontrol susunan mikropartikel feromagnetik dalam matriks karet silikon, struktur dapat dibuat yang dapat diubah bentuknya secara reversibel dan dinamis. Bahan fabrikasi dapat diprogram untuk melakukan berbagai tindakan yang berguna, seperti berputar, melompat dan menggenggam benda, dan diharapkan memiliki beragam aplikasi yang luas.

Dipersembahkan oleh.

Sisir frekuensi optik dengan komponen frekuensi yang berjarak sama adalah dasar dari metrologi frekuensi modern, spektroskopi presisi, spektroskopi astronomi, optik ultra-cepat, dan rekayasa informasi kuantum. Sisir frekuensi skala chip yang mengeksploitasi nonlinieritas seperti efek Kerr dan Raman dalam mikrokavitas monolitik dengan nilai Q sangat tinggi telah mengalami kemajuan dalam beberapa tahun terakhir dengan pengamatan soliton resonator temporal. Namun demikian, pada umumnya sulit untuk menyetel dispersi panjang gelombang dalam resonator laser, yang menentukan pembentukan sisir optik, dengan medan listrik, baik dalam mikrovili maupun resonator serat. Kontrol dinamis elektrik tersebut menghubungkan sisir frekuensi optik dengan optoelektronik dan memungkinkan output berbagai sisir optik dalam satu resonator dengan penyetelan yang cepat dan nyaman. Karena kemampuan penyetelan Fermi-Dirac yang luar biasa dan mobilitas pembawa yang sangat cepat, graphene memiliki dispersi optik yang kompleks yang ditentukan oleh konduktivitas optiknya, yang dapat disetel oleh tegangan gerbang. Di sini kami memperkenalkan konduktivitas optik yang dapat disetel gerbang ke dalam resonator mikro-optik silikon nitrida dan menunjukkan kemampuan penyetelan intra-resonator dari sisir frekuensi optik berpintu gerbang berbasis graphene dengan memvariasikan dispersi panjang gelombang orde dua dan orde lebih tinggi.

Dipersembahkan oleh.

Dalam laporan ini, kami mendemonstrasikan bagaimana, dengan menggunakan sinar laser, secara efektif menjebak gelembung gas dan mengangkutnya melalui fase cair ke tujuan yang diinginkan dengan menggeser posisi sinar laser. Fisika yang mendasari efek ini sangat kompleks tetapi cukup umum karena berasal dari efek Marangoni yang terbatas pada dua dimensi dan terkenal. Sistem berbasis mikroskop eksperimental terdiri atas lapisan tipis cairan yang ditempatkan di antara dua pelat kaca yang mengandung pewarna Sumber panas seperti titik ini secara lokal mengubah tegangan permukaan antarmuka cairan-udara di dekatnya. Karena gradien suhu, aliran Marangoni yang dipicu oleh foto diinduksi yang mengarah ke penguatan efek dan pembentukan pusaran berskala besar. Antarmuka membengkok ke arah posisi sinar yang memungkinkan pembentukan gelembung gas pada pengarahan sinar yang sesuai. Dengan menggunakan berbagai teknik (menggunakan partikel bercahaya atau kristal cair), kami memvisualisasikan aliran cairan yang didorong oleh gaya tangensial ke antarmuka. Hal ini membantu kami untuk memahami fisika dari fenomena tersebut dan menganalisis efek yang menyertainya yang mengarah pada terperangkapnya gelembung gas. Manipulasi tetesan sesil yang bergerak pada permukaan kaca yang diinduksi melalui dikendalikan dengan pembengkokan antarmuka sinar laser (yaitu "pelontar tetesan") adalah didemonstrasikan juga.

Dipersembahkan oleh.

Dalam pengobatan kanker modern, metode biopsi memerlukan analisis molekuler dan genomik histologis. Penentuan lokasi yang akurat dan pengambilan sampel yang memadai dalam satu langkah pada kanker dengan heterogenitas intratumoral penting untuk mengurangi risiko pasien. Dalam penelitian ini, kami mengusulkan sebuah teknik yang memungkinkan identifikasi sel kanker in situ selama pengambilan sampel dengan spektroskopi Raman dan mendemonstrasikan deteksi kanker.

Dipersembahkan oleh.

Perangkat optoelektronik yang ringan dan fleksibel secara mekanis dapat dibuat dengan menggunakan semikonduktor organik. Namun, sebagian besar laser semikonduktor organik masih tetap "kaku", sebagian karena memerlukan substrat untuk mendukungnya. Dalam penelitian ini, laser DFB tipe film ultrathin (<500 nm) dibuat tanpa substrat menggunakan proses fabrikasi sederhana, sehingga mencapai bobot yang sangat ringan dan fleksibilitas yang tinggi. Fleksibilitas yang ringan dan tinggi ini dapat digunakan untuk aplikasi masa depan di berbagai bidang, seperti keamanan dan obat-obatan dengan menyatukannya ke dalam lensa kontak, uang kertas, dll.

Dipersembahkan oleh.

Dalam penelitian ini, kami telah berhasil menghasilkan kiralitas spontan pada resonator silicatroid tanpa merusak simetri PT. Dikroisme melingkar ini disebabkan oleh perubahan kopling antara CW dan CCW karena efek non-linear. Secara eksperimental ditunjukkan bahwa ketika intensitas cahaya input melebihi ambang batas beberapa ratus uW, efek nonlinier terpengaruh dan menghasilkan dikroisme melingkar sekitar 20:1.

Dipersembahkan oleh.

Robot lunak adalah robot yang aman yang dapat beradaptasi dengan baik terhadap manusia dan lingkungan alam, dan telah dikembangkan dengan berbagai cara dalam beberapa tahun terakhir. Namun, sulit untuk membuat semua bagian robot lunak menggunakan bahan lunak, dan perlu menggunakan logam di beberapa bagian. Pada penelitian ini, dikembangkan robot lunak berbentuk gurita yang seluruh bagiannya terbuat dari bahan lunak tanpa menggunakan logam. Robot ini tidak perlu dihubungkan ke sumber daya eksternal dan dapat dibuat otonom dengan menggunakan reaksi katalitik.

Kami akan menginformasikan kepada Anda secara berkala tentang acara-acara tersebut.
Siapa pun dapat mendaftar.

Apa yang dimaksud dengan Klub Jurnal?
Ini adalah seri kuliah terbuka yang diadakan di Laboratorium Struktur Fotonik Tanabe. Mahasiswa pascasarjana ke atas menelaah makalah yang berkaitan dengan optik dan teknologi terkait, seperti fotonik, material, biosains, dll., dan menjelaskannya dengan cara yang mudah dipahami.

Tentang audit
Kehadirannya gratis, baik di dalam maupun di luar kampus. Konferensi ini akan diadakan secara rutin, jadi jika Anda tertarik dengan salah satu topik, silakan datang dan hadir. Tidak diperlukan pemberitahuan untuk hadir, tetapi jika Anda menghubungi kami terlebih dahulu, kami akan menyiapkan materi untuk Anda.

Pengumuman acara.
Journal Club diselenggarakan di situs web dan milis kami. Jika Anda berlangganan milis, Anda akan menerima undangan email secara berkala untuk menghadiri pertemuan.

Untuk mendaftar, kirimkan email kosong ke alamat email di bawah ini.