CLEO 2014 伏見亮大

2014-01-19 2022-09-24 miyahara

Research

CLEO : 2014 참가보고

타나베 연구실 석사 2년 후시미 료다이

CLEO : 2014 (San Jose, CA, USA 6/8 ~ 6/13) 참가 보고는 아래와 같다.

자신은 전광 로직 게이트에 관한 발표("Robustness of scalable all-optical logic gates")와 광결정 공진기 시뮬레이션에 의한 Q값 계산에 관한 발표("Fast and accurate calculation of Q factor of 2D photonic crystal cavity")를 했다. ("Fast and accurate calculation of Q factor of 2D photonic crystal cavity")의 2건의 포스터 발표를 진행했다. 로직 게이트 발표에서는 스위칭 시스템에 대한 질문이 많았다. 본인이 아는 한, 동일한 스위칭 방식을 사용한 연구는 없기 때문에 관심을 가져주신 것 같고, Q값 계산에 관해서는 포토닉 크리스탈을 전문으로 하는 분들에게 특히 흥미를 가질 수 있었다.

여기서는 청강한 발표 중 흥미로웠던 내용이나 자신의 연구실과 가까운 분야의 연구자들의 발표 내용을 소개하고자 한다.

1.JTu4A.92, M.minkov and V. savona, "Design-specific global optimization of various photonic crystal cavities of photonic crystal cavities".
SM4M.2, Y.lai, et al, "L3 Photonic Crystal Nanocavities with Measured Q-factor Exceeding One Million".
자신이 수행하고 있는 Q값 산출 알고리즘의 목적은 동일하고, 방법은 난해하지만, 시간은 압도적으로 단축할 수 있으며, 최적화 및 작성, 측정까지 수행하고 있다.
첫 번째 발표는 Q값 고속 취득법을 이용하여 L3 공진기 등의 구조를 최적화하여 이론적 Q값의 최고치를 도출했다는 발표였다.2006년에 원래 알고리즘이 개발되었으나 난해한 탓인지 보급되지 않았는데, 이번 발표로 그 실력이 드러났다.2번째 발표는 다른 그룹과의 공동연구로 최적화를 수행한 구조를 실제로 만들었는데, 실험 Q값에서도 최고치를 얻었다는 것이다. 이러한 성과는 이미 Nature 계열의 Scientific reports에 게재되었다.앞으로는 연구 속도를 높여서 성과를 내고 싶다.

1.JTu4A.79, S. M. Lo 등, "Photonic Crystal Microring Resonator based Sensors".
마이크로 링에 포토닉 결정과 같은 공극을 주기적으로 뚫어 포토닉 밴드갭을 발현시켜, 센서 응용에서 자주 문제가 되는 모드가 많아 시프트 추적이 어렵다는 것을 모드를 제한시킴으로써 해결했다. 또한, 공극을 뚫어 표면적이 크게 증가하여 보다 높은 감도의 센싱이 가능해졌다.

1.SM3G.1, J. K. Poon, et al.
자체 로직 게이트 연구에서 제작 오류로 인해 발생하는 공진 파장의 편차나 커플링 강도의 변화는 시스템에 치명적인 영향을 미친다는 것을 수치적으로 밝혀냈다. 본 발표는 그 패브리케이션 에러를 작게 하기 위한 설계를 설명함과 동시에 공진기를 이용한 변조에서 항상 문제가 되는 대역과 변조속도의 트레이드 오프 관계를 깨는 변조방식을 설명한다. 구체적으로는 링과 도파관과의 커플링은 직선으로 동시에 하고, 링의 커브 시에는 도파관 폭을 크게 함으로써 약간의 폭의 블레어에 대한 내부 모드에 대한 영향을 작게 하고 있다. 변조 방법은 공진 파장을 변화시키는 것이 아니라 커플링 강도를 변조하는 것이 좋다.
공진기 연구와 산업 응용과의 괴리가 인식되고 있는 가운데, 이러한 연구가 더욱 늘어날 것으로 기대한다.

1.FTh1K.5, H. Li and M. Li, "Torsional Cavity Optomechanical Nano-Seeaw System".
두 개의 나노빔 공진기가 있고, 이를 한 점으로만 지지하는 시소와 같은 구조를 가지고 있으며, 두 공진기 내의 에너지가 다를 경우 기계적 변형이 발생하여 빔이 기울어진다. 또한 빔이 기울어지면 공진 파장 등이 변화하여 공진기 내부의 상태도 변화한다. 즉 빛과 기계의 결합이다(옵토메카닉스). 구조도 흥미롭지만, 본 발표에서는 광학 공진기와 기계적 공진기가 어떻게 결합되어 있는지에 대한 분류를 하고 있으며, 본 연구는 독립적인 광학 공진기를 기계적 공진기로 커플링하는 것으로 분류하였다. 앞으로의 발전으로 어레이 형태로 배열된 독립적인 광공진기를 노드처럼 기계적인 공진기가 연결되는 구조를 목표로 하고 있다고 한다.

1.JTh5B.3, Y. Shen, et al, "Optical Broadband Angular Selectivity".
파장 선택성은 스테인드글라스를 비롯하여 우리 주변에 넘쳐나고 있으며, 편파 의존성은 액정이 있다. 그러나 입사각 의존성 시트는 지금까지 제안된 적이 없다. 본 발표에서는 브루스터 각이라는 누구나 알고 있는 현상을 이용하여 실현시켰다. 굴절률과 두께를 설계하여 특정 입사각의 가시광선 영역만 투과 가능한 시트를 만들었다. 이론은 간단하지만 누구도 생각해내지 못한 연구로 Science지에도 게재되었다. 재미있는 연구가 아직 교과서 수준에 머물러 있다는 것을 새삼 깨닫게 되었다.