OSA (FiO/LS) 2015 Takumi Kato

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Rapporto sul raduno OSA 2015 (FIO/LS)

Takumi Kato

1. panoramica.

Dal 18 al 22 ottobre ho partecipato a Frontiers in Optics 2015, organizzata dalla Optical Society of America. È stata la prima volta dopo tre anni da quando ho partecipato alla conferenza nel 2012. A differenza delle conferenze nazionali, c'erano molte relazioni nel campo dei risonatori micro-ottici, quindi ho partecipato a molte sessioni per indagare sulle ultime tendenze della ricerca e ho imparato molto dagli interventi su invito di ricercatori di spicco come Vuckovic dell'Università di Stanford e Faist dell'ETH. C'erano anche alcuni ricercatori familiari, come il gruppo del Prof. Morandotti dell'INRS e il gruppo del Prof. Nic Chormaic dell'OIST, che avevo conosciuto in Canada, e ho notato che, anche se si trattava di una conferenza internazionale, erano presenti alcuni membri fissi. Ho pensato che mi sarebbe piaciuto continuare a contribuire attivamente alle conferenze internazionali in futuro, in modo che il Laboratorio Tanabe diventasse una presenza anche per loro.

2. per quanto riguarda la propria presentazione

FTu2E Ho tenuto una presentazione orale dal titolo "Influence of Raman scattering on Kerr frequency comb in a silica toroidal microcavity", identica a quella tenuta a settembre alla Japan Society of Applied Physics. Il contenuto della presentazione era lo stesso di quella tenuta a settembre alla Japan Society of Applied Physics, ma ho ritenuto di aver fatto una presentazione migliore questa volta, anche se in inglese, ed è stato un bene averla preparata con un'idea chiara di cosa trasmettere nei brevi 10 minuti a disposizione. Sono state sollevate le seguenti due domande.

  • La miscelazione a quattro onde è dominante per lo scattering Raman quando l'FSR è di diverse decine di GHz?
  • Per quanto riguarda i parametri computazionali della simulazione.

È emerso che sarebbe molto facile capire se fossero disponibili dati con parametri di dispersione e coefficienti non lineari per mostrare chiaramente se domina il mixing a quattro onde o lo scattering Raman quando l'FSR è di una certa entità.

3. indagini sulle tendenze della ricerca

Correlato al pettine di frequenza di Kerr
FM1D.2 Pettini ottici di frequenza stabilizzati su chip *UCLA Chee Wei Wong et al.
Relazione sulla generazione di pettini utilizzando anelli SiN. Ci sono stati molti studi sulla stabilizzazione dei pettini auto, ma non su chip. In questo studio è stato generato un piccolo car comb FSR (alcune decine di GHz) e si è ottenuta un'elevata stabilità pur interferendo con il pettine in fibra di Menlo. È stato notato che il gruppo UCLA ha presentato il carcom piuttosto che il contenuto.

FM2D.3 Verso la generazione automatica di combinazioni deterministiche nei microresonatori: superare lo spostamento termico *Purdue Univ. Weiner et al.
Una relazione su come guidare in modo affidabile un carcom in uno stato di solitone. Concentrandosi sul fatto che le oscillazioni della potenza interna del risonatore nello stato caotico rendono incerto lo stato successivo, sono state studiate le condizioni in cui è possibile raggiungere lo stato di solitone evitando lo stato caotico. Poiché gli effetti termo-ottici non sono stati aggiunti alle simulazioni, l'attenzione si è concentrata su come evitare gli effetti termo-ottici negli esperimenti.

FTu3E.2 Laser a cascata quantistica Generazione di combinazioni di frequenza Kerr *EPFL Kippenberg et al.
Relazione su un pettine per auto rivolto a una sorgente di luce a pettine nella banda del medio infrarosso. Il risonatore è in MgF2Risonatore. La luce di pompa è un laser a cascata quantistica. L'accoppiatore evanescente è una fibra di calcogenuro. La dispersione non è molto buona, ma è possibile migliorarla studiando la dispersione strutturale del risonatore.

FW3C.1 Combo di frequenza a banda larga su un chip fotonico utilizzando la radiazione Cherenkov indotta da solitoni *EPFL Kippenberg et al.
Una relazione sul pettine per auto che utilizza anelli SiN. Il contenuto dell'articolo era tipico del settore carcom, come l'uso di onde dispersive per realizzare un pettine a banda larga, la misura assoluta dell'offset dell'inviluppo della portante utilizzando 2f-3f, ecc. Interessante è stata la discussione sul collasso spettrale dovuto all'incrocio dei modi. Ad esempio, anche se si ottiene un solitone ideale quando si considera solo il modo di primo ordine di TE, lo spettro collassa se un modo longitudinale si incrocia con il modo di secondo ordine di TE. Pertanto, il progetto dovrebbe evitare il più possibile l'incrocio di modi. D'altra parte, per la progettazione dispersiva, non è possibile attenersi alla condizione di monomodalità, ad esempio allargando la larghezza della guida d'onda, quindi si riconosce che l'incrocio di modi è inevitabile in una certa misura. Si dice che siano in corso ricerche per creare condizioni monomodali assottigliando parte della guida d'onda su base sperimentale. In teoria, questo sarebbe lo stesso delle fibre coniche, dove esistono solo monomodi. Se si verificasse lo stesso fenomeno delle fibre coniche, potrebbe portare all'intrappolamento atomico utilizzando la luce evanescente larga e alla generazione di singoli fotoni da essa, che si sta studiando con le fibre coniche.

FW6C.5 Pettini di frequenza Kerr a microcavità a scansione di ottava con emissione di onde dispersive armoniche su un chip di silicio *NIST Diddams, Papp, Srinivasan et al.
Presentazione post-deadline, alla quale non è stato possibile partecipare, che riporta l'osservazione di un pettine di allargamento di 1~2 µm utilizzando un anello di SiN. Una delle innovazioni consiste nel fatto che le lunghezze d'onda a cui vengono generate le onde dispersive sono progettate per essere intorno a 1 µm e 2 µm. Un'altra innovazione è la regolazione dell'accoppiamento tra la guida d'onda e il risonatore. Normalmente si considera solo l'accoppiamento della lunghezza d'onda della pompa e le altre lunghezze d'onda tendono a essere ignorate, ma questo aspetto viene preso in considerazione utilizzando una guida d'onda piegata. In effetti, è stato osservato un pettine con uno spread da 1 a 2 µm con una pompa da 1550 nm, ma non sembra aver portato alla formazione di solitoni.

4. altro.

FM2D.1 Ottica non lineare a bassa potenza in strutture nanofotoniche *Stanford Vuckovic
Nanofotonica, ma non il silicio, ma soprattutto GaAs, GaP, SiC, ecc. per quanto riguarda i DFG che utilizzano χ(2) in nanofasci di GaAs, che possono essere generati in modo efficiente fabbricando superfici di cristallo di GaAs in modo ingegnoso; blocco dei fotoni ⇔ tunneling indotto da fotoni. Sono stati effettuati anche molti studi a livello di singolo fotone, come il tunneling indotto da fotoni. Mentre presentava alcune delle ricerche di nanofotonica di più alto profilo, come quelle che utilizzano strutture di cristalli fotonici, le contrapponeva alle ricerche che rompono con le modalità convenzionali, come quella riportata su Nature Photonics nel 2015, che ha suscitato le risate del pubblico. Tuttavia, tali progetti che utilizzano algoritmi di ottimizzazione potrebbero diventare centrali per la nanofotonica in futuro.
Progettazione e dimostrazione inversa di un demultiplexer di lunghezza d'onda compatto e a banda larga su chip., Alexander Y. Piggott, Jesse Lu, Konstantinos G. Lagoudakis, Jan Petykiewicz, Thomas M. Babinec e Jelena Vučković Natura Fotonica (2015) (arXiv:1504.00095)

FM2D.5 Filtro a microonde sintonizzabile a banda ultra stretta creato dalla diffusione Brillouin stimolata *Sydney Eggleton et al.
Studio che utilizza lo scattering Forward Brillouin. L'aspetto interessante di questa ricerca è il dispositivo. L'efficienza dello scattering Brillouin, che è l'interazione con le onde acustiche, non può essere aumentata se i nanofili di silicio sono a contatto con il substrato. In questo studio è stata adottata una struttura a pilastri di silice. Ciò impedisce la dispersione dei fononi e garantisce una forte interazione tra il modo ottico e il modo fonico. Tuttavia, dal punto di vista del campo dei cristalli fotonici, la soluzione di una struttura a ponte d'aria è immediatamente evidente. Credo di aver letto di un tentativo di utilizzare effettivamente i ponti d'aria. Questa notizia mi ha fatto pensare che, cambiando un po' la direzione, si possono fare passi da gigante nello stesso campo della fotonica.

FTu3E.1 Combo di frequenza per laser a cascata quantistica nel medio infrarosso e nel THz ETH Faist
Tutorial sui laser a cascata quantica (QCL) di Faist: non ho capito bene il progetto dei QCL, ma è chiaro che si rivolgono alla gamma dal medio infrarosso al terahertz; la ricerca sulla generazione di pettini direttamente dai QCL è stata pubblicata su Nature nel 2013 e da allora sta progredendo gradualmente. Personalmente ho ritenuto auspicabile sviluppare questa ricerca utilizzando i QCL, senza entrare in competizione con il campo dei QCL. In questo senso, l'uso del QCL come sorgente luminosa per generare pettini di auto nella banda del medio infrarosso sembrava essere ortodosso.

FW3E.6 Nano-dimeri di silicio per hotspot di campo magnetico ed elettrico *Istituto di archiviazione dati, Singapore
È noto che quando l'oro e altri metalli vengono avvicinati in un nanogap, un forte campo elettrico viene generato nel gap dai plasmoni. Mentre la ricerca sui campi elettrici è stata ampiamente condotta, quella sui campi magnetici è stata scarsa. Questo studio analizza e sperimenta i campi elettrici e magnetici generati dall'avvicinamento di materiali dielettrici (silicio) in un nanogap. A seconda della polarizzazione della luce eccitata, viene eccitato il dipolo elettrico o il dipolo magnetico.