CLEO-PR 2013 Hiroshi Kudo

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Relazione sulla partecipazione alla conferenza CLEO-PR e OECC/PS 2013 @ KYOTO

Hiroshi Kudo, studente del secondo anno di master, Laboratorio Tanabe

4 luglio 2013.

Presentazione orale al CLEO 2013-PR/OECC di Kyoto, 30 giugno-4 luglio 2013.
In questa relazione riportiamo le nostre impressioni su questa conferenza.

[Turismo].

Questa volta le visite turistiche si sono concentrate su Arashiyama, Sagano e Rakunan. Prima di tutto, abbiamo percorso il fiume Hozu, che si raggiunge in circa due ore dalla stazione di Saga-Arashiyama con il tram e l'autobus e dura circa 40 minuti. La divertente guida del barcaiolo vi porta lentamente lungo il fiume, ma potete anche sperimentare emozionanti scivoli d'acqua bianca, molto interessanti. Il tour ci ha anche permesso di dimenticare la frenesia della vita quotidiana con una piacevole passeggiata lungo la strada dei boschetti di bambù e il santuario di Fushimi Inari. Nonostante la stagione delle piogge, il tempo è stato bello durante la conferenza ed è stata una giornata perfetta per visitare la città.

[Presentazione propria].

In questa relazione, l'influenza del raggio di curvatura dei risonatori poligonali sul valore Q è stata riportata principalmente mediante analisi numerica. Ritengo che la presentazione in sé sia stata ragionevolmente ben fatta rispetto alla precedente edizione del CLEO 2013. Mi sono dato un punteggio di 70. Tuttavia, il pubblico non ha risposto bene alla mia presentazione, in parte perché era lontana dal campo della sessione. In futuro, vorrei presentare ricerche interessanti che siano di interesse per il pubblico anche in altre sessioni.

Hiroshi Kudo

[Ricerca annotata (sezione presentazione orale)].

Wl1-1 Nanofotonica e ottica quantistica del diamante, Marko Loncar.
Come suggerisce il titolo, questa ricerca mira ad applicazioni quantistiche utilizzando strutture in diamante, ma la tecnologia di fabbricazione è semplicemente sorprendente. I risonatori ad anello e i cristalli fotonici monodimensionali, convenzionalmente fabbricati con il silicio, sono stati realizzati con il diamante e, nei risonatori ad anello in silice, è stato raggiunto un valore di Q=1,25×105 coprendo la superficie con SiO2 come rivestimento. (senza rivestimento in SiO2, Q=3,0×104). Ha anche riferito del recente raggiungimento di Q > 106 e della sua applicazione al pettine ottico di frequenza con basso rumore come il calore.

dati di riferimento
... S. Y. Lee et al, "Risonatori ottici integrati ad alto fattore di qualità in diamante", 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 Nanofotonica ibrida III-V/SOI: laser, interruttori e memorie, F. Raineri et al. Il SOI (Silicon on Insulator) è, come suggerisce il nome, Si con un film di ossido incorporato, una tecnologia sviluppata da IBM, che ha contribuito notevolmente alle comunicazioni ad alta velocità e al basso consumo energetico degli LSI. In questo articolo, riportiamo l'applicazione sperimentale di cristalli fotonici 1D a base di InP con pozzi quantici InGaAsP/InGaSa incorporati nel substrato su guide d'onda SOI, che emettono luce a 1,55 um, per il funzionamento di laser e memorie, e abbiamo confermato il funzionamento della memoria a 1 fJ e oltre 2 secondi combinando semiconduttori III-V e SOI. e oltre 2 secondi combinando semiconduttori III-V e SOI.

dati di riferimento
Y. Haliouaet al., "Hybrid III-V semiconductor/silicon nanolasers", Opt. Express 19, 9221-9231 (2011).

... Wl4-1 Nanolaser plasmonici a tutti i colori con soglie bassissime, Yu-Jung Lu et al.
In generale, l'accoppiamento di luce e plasmoni presenta il problema di grandi perdite di confinamento in tre dimensioni. L'approccio epitassiale utilizzato in questo studio ha ridotto significativamente questa perdita, consentendo un'oscillazione laser plasmonica altamente efficiente. La struttura del dispositivo è costituita da nanorods a bastoncino di InGaN e GaN posizionati su un substrato di Ag su un substrato di silicio con un sottile strato di silice in mezzo, che consente un confinamento altamente efficiente dei plasmoni nello strato di silice. Controllando la forma dei nanorods, la lunghezza d'onda del laser può essere controllata dal rosso al blu e il funzionamento è stato confermato con luce CW a bassa potenza (meno di 10 W/cm2 per il blu).
dati di riferimento
. 98, 233101, 2011.
-- Y.-J. Lu et al, "Plasmonic nanolaser using epitaxially grown silver film", Science, 337, 450-453, 2012.
... Nanolaser a piedistallo metallo-dielettrico pompato elettricamente Wl4-2, Qing Gu et al.

... Nanolaser a piedistallo metallo-dielettrico pompato elettricamente Wl4-2, Qing Gu et al.
Una nanocavità con due strutture a disco è stata fabbricata con successo mediante un processo di incisione dell'InP in due fasi. La parte a disco è realizzata in InGaAs ed è destinata ad applicazioni laser. I valori Q e le soglie di oscillazione laser sono stati ottenuti numericamente cambiando i diametri dei dischi superiore e inferiore e la forma è stata studiata. Anche il funzionamento dell'oscillazione laser è stato confermato utilizzando il risonatore fabbricato.

... Wl4-3 Realizzazione e applicazione di un risonatore plasmonico orizzontale ad anello a fessura d'aria, Jaehak Lee et al.
Il valore Q è ancora di diverse decine sia analiticamente che sperimentalmente. L'ultima metà della presentazione è stata dedicata all'applicazione, mostrando la tendenza ad aumentare la quantità di spostamento quando gli anticorpi sono attaccati alla superficie del risonatore e che l'applicazione al biosensing sarebbe utile.

... Dispositivi plasmonici attivi Wl4-4, Kenzo Yamaguchi et al.
Il valore Q è ancora di diverse decine sia analiticamente che sperimentalmente. L'ultima metà della presentazione è stata dedicata all'applicazione, mostrando la tendenza ad aumentare la quantità di spostamento quando gli anticorpi sono attaccati alla superficie del risonatore e che l'applicazione al biosensing sarebbe utile.

... Dispositivi plasmonici attivi Wl4-4, Kenzo Yamaguchi et al.
Questo è un rapporto sull'analisi numerica del controllo meccanico di strutture reticolari su scala nanometrica mediante l'applicazione di un campo elettrico esterno. La frequenza di risonanza del plasmon di superficie generato attorno alla struttura reticolare cambia al variare della struttura stessa. È stata anche realizzata la fabbricazione di dispositivi utilizzando fasci di ioni e nella relazione è stata mostrata un'immagine in movimento della struttura che cambia collegando il cablaggio al dispositivo e applicando un campo elettrico esterno.

... Wl4-6 Proprietà plasmoniche e biosensing su array di nanori ellittici in oro, Chia-Yang et al.
Questa è una relazione sull'analisi numerica dell'intensità della risonanza plasmonica e del suo spostamento di lunghezza d'onda per ogni polarizzazione della luce, utilizzando come variabile il costo verticale e orizzontale (R) della struttura ad anello. Il contenuto della relazione ha permesso di comprendere meglio le caratteristiche dell'anello eseguendo la stessa analisi sulla struttura circolare e sulla struttura a fori circolari. La conclusione è stata che il rapporto orizzontale/verticale è tanto più stretto quanto migliore è il rapporto orizzontale/verticale e che si sta valutando l'applicazione al biosensing.

[Presentazioni degne di nota (poster)].

TuPK-12 Caratteristica di illuminazione delle microsfere di ZnO preparate con un semplice metodo di ablazione laser, D. Nakamura et al.
Eseguendo l'ablazione laser su un substrato di ZnO, è stato fabbricato un micro-risonatore ottico circolare ed è stata confermata un'oscillazione laser più efficiente. In questo studio sono stati utilizzati tre tipi di laser Q-switch a 355 nm, 532 nm e 1064 nm per l'ablazione e, sebbene la superficie del risonatore a 355 nm sia irregolare, è possibile fabbricare un risonatore circolare a 532 nm e 1064 nm. Nel presente rapporto non è stato considerato se la cristallinità fosse mantenuta o meno, ma il metodo di fabbricazione che prevede la semplice irradiazione del laser è stato ritenuto interessante.

TuPM-8 Sintonizzazione permanente di risonatori a specchio in silicio ad alto Q mediante modifica della superficie del laser Fs, D. Backman et al.
Questo è il resoconto di uno studio sulla post-elaborazione degli spostamenti di risonanza nei risonatori ad anello in silicio mediante irraggiamento con laser fs. La ricerca sul post-processing è stata condotta da vari punti di vista per la messa a punto finale della struttura una volta fabbricata, non solo per gli anelli di silicio ma anche per i cristalli fotonici e i risonatori toroidali. È stata anche riportata l'applicazione di questa tecnica a un filtro a doppio anello per far coincidere le frequenze di risonanza di due risonatori ad anello.

Dinamica ultraveloce del modo di taglio interstrato nelle nanostrutture di grafite Au, M. F. Avila-Ortega et al.
Il Surface-enhanced Raman scattering viene generato sulla superficie di un substrato di grafene su cui è stato depositato uno strato di nanoparticelle d'oro irradiando un laser Ti:zaffiro a 80 MHz. Qui sono stati riportati i risultati sperimentali sulla variazione dell'intensità e della fase degli spettri Raman generati come parametro dello spessore dello strato di nanoparticelle d'oro. Sia l'intensità che la fase hanno mostrato un comportamento discontinuo a uno spessore di circa 20 Å. La causa è ancora sconosciuta al momento e sarà indagata in futuro.

[Banchetto].

Il quarto giorno della conferenza si è tenuto un banchetto al Grand Prince Hotel Kyoto, accanto alla sede della conferenza, al quale ho partecipato con il Prof. Kannari e quattro studenti dell'Istituto Kannari. Il banchetto era splendido, e maiko e geisha hanno cantato, ballato e servito, rendendo le due ore davvero piacevoli. A metà del banchetto si è tenuta una cerimonia di premiazione e il signor Abe del Laboratorio Kannari ha ricevuto il premio per gli studenti.
Signor Abe, congratulazioni per il suo successo.
Era frustrante guardarlo di traverso, ma arrivammo alla solita conclusione: "Lavoriamo sodo sulla nostra ricerca per non perdere contro Abe-san".

[Finalmente.

Ho avuto l'impressione che il focus principale delle relazioni di CLEO-PR & OECC/PS 2013 fosse sugli esperimenti (in particolare, sulle tecniche di fabbricazione), e sono rimasto particolarmente sorpreso dall'alto livello di competenza tecnica del gruppo del Prof. Loncar. Per quanto riguarda i dispositivi, la sessione sui plasmoni è stata molto interessante, con due tutorial e due sessioni, ma ci sono state anche molte altre sessioni di grande rilevanza. Ricercatori dell'Università Tsinghua, dell'Università della California, del KAIST, dell'Università di Ehime in Giappone e di altre università di tutto il mondo hanno presentato le loro ricerche e ci sono state diverse relazioni che non davano l'impressione di una ricerca di base. Anche se le relazioni si sono concentrate sui risultati delle analisi, non sono rimaste semplici idee, ma tutte hanno portato a risultati sperimentali.
D'altra parte, ci sono ancora elementi nella mia ricerca che possono essere migliorati come tecnologia di fabbricazione. Io stesso sono più entusiasta di ascoltare la relazione quando vengono mostrati i risultati degli esperimenti e trovo la ricerca attraente. Prima di tutto, vorrei rendere la mia ricerca attraente per me.