OSA (FiO/LS) 2015 고바타 지야스쿠니 타마키 쇼세키 나카가와 요스케

2015-01-19 2022-09-24 miyahara

Research

2015 OSA (FIO/LS) 귀국 보고서

M2 고바타 토모야, 타마키 쇼, 나카가와 요스케

1. 소개

이번에 참가한 Frontiers in Optics/Optical Society of America는 2015년 10월 18일부터 22일까지 미국 San Jose에서 개최되었다.San Jose는 San Francisco에서 기차로 90분 정도 남쪽으로 내려간 곳에 위치한 도시로, 실리콘밸리로 유명하다. Silicon Valley로도 유명하며, 이번에 방문한 스탠포드 대학이 근처에 있는 것 외에도 Google, Facebook, Apple 등 IT 기업의 주요 거점이다. 또한 이번 일정에서 San Jose는 항상 맑은 날씨로 일기예보를 볼 필요 없이 편하게 지낼 수 있었지만, 일교차가 커서 주의가 필요했다. 또한, 치안과 관련해서는 대중교통 내에서 폭력 행위를 목격하고 신변의 위험을 느낄 수 있었다.

Frontiers in Optics는 우리 3인에게는 처음으로 해외에서 발표하는 자리였는데, 학회 이름에 Optics가 포함되어 있는 만큼 광학 관련 연구만 있어서 강연 내용의 분위기를 쉽게 파악할 수 있다고 생각했지만, 전문 분야가 아닌 세션은 이해하기 어려운 부분이 많았다. 이 많았다. 하지만 타나베 연구실과 같은 분야에서 논문 투고 수가 많은 그룹의 발표도 다수 있었고, 내용도 잘 이해할 수 있어 매우 의미 있는 시간이었다. 또한 많은 초청 강연이 있었고, 세계 최전선에서 활약하는 연구자들의 강연을 들을 수 있었던 것은 매우 귀중한 경험이었다고 생각한다.

2. 자신의 발표에 관하여

JTu4A.45 "TO 계수가 음의 값을 갖는 결정질 미세 공동에서 레이저 스캔 없이 시간적 공동 솔리톤 생성."
Tomoya Kobatake, 카토 타쿠미, 이토베 히로키, 다나베 타카스미
포스터 발표를 했다. 내용이 상당히 전문적인 내용이었기 때문에, 보러 온 사람들의 사전 지식은 일본과 크게 다르지 않았던 것 같다. 대부분의 사람들이 실험은 하지 않느냐, 왜 하지 않느냐는 질문을 많이 받았는데, 계산뿐만 아니라 실험으로 입증하는 것이 재미있는 연구로 성립되기 위해서는 실험이 중요하다는 것을 새삼 느꼈다. 한편, 이전 응용물리학회에서 전달하기 어려웠던 부분을 개선하여 설명하기 쉬웠던 점은 좋았다고 생각한다.

JW2A.32 ''옥타브 스패닝 커 주파수를 위한 결정성 속삭이는 갤러리 모드 마이크로 캐비티의 분산 맞춤화 comb.''
Yosuke Nakagawa, Takumi, Kato, Yoshiki Wataru, Yuki Wataru, Yuta Mizumoto, Yasuhiro kakinuma, Takasumi Tanabe
저는 21일 9시 30분부터 11시까지 JW2A・Joint FiO/LS Poster session II에서 포스터 발표를 하였습니다. OSA (FiO/LS)에서는 분산이나 미세광 공진기에 관한 강연도 있어, 그 분야의 연구자들이 오실 줄 알았는데, 비전문가가 많은 관심을 가져 주셨던 것 같습니다. 관심을 가져주는 경우가 많았던 것 같다. 또한, 고바타의 코멘트와 마찬가지로 실험에 관한 질문이 많았고, 실증에 대한 필요성을 느꼈다. 질문에서는 상대방의 질문 내용을 어느 정도 이해할 수 있었던 것 같지만, 답변 내용을 영어로 표현하는 데 시간이 걸리거나 못하는 경우가 있었기 때문에 언어 능력의 향상이 요구된다.

JW2A.11 ''실리카-금 복합 토로이드형 마이크로 캐비티의 특성화 및 제작''
Sho Tamaki, 요시키 와타루, 타나베 타카스미
저의 발표는 10/21 9:30~11:00의 포스터 세션에서 진행하였습니다. 이번에는 실리카트로이드 미세광공진기에 금 나노입자를 넣었을 때 계산에 의한 공진기의 비선형성 향상 성과와 스퍼터링법을 이용하여 제작했을 때 광흡수 증가와 TO 스위치에 대한 결과를 발표하였다. 내 옆에서 발표하던 분도 실리카트로이드 미세광공진기에서의 광카컴 계산 결과를 발표하였다. 내 발표에서 받은 주요 질문은 다음과 같다.

흡수만을 가정한 Q값 계산을 하고 있지만, 금 나노입자를 도핑하면 모드 분포가 달라지지 않을까?
스퍼터링 방식이라면 공진기 내부에 금이 입자로 존재하는가?
금 나노입자 도핑의 장점은 무엇인가요?
앞으로의 전망은 어떤가?

예상했던 질문이 많았지만, 최상위 모드의 분포가 달라지는 것이 아니냐는 지적은 스스로도 고려하지 않았던 부분으로 검토가 필요하며, 매우 좋은 지적을 해주셨다.

3. 궁금했던 다른 사람의 발표

[FM1B.2.] 도파관용 실리콘 나노 입자
빛을 파장 정도 이하의 좁은 공간에서 전파시키는 방법으로 표면 플라즈몬을 이용하는 방법이 있지만, 이들은 금속의 광흡수가 크다는 단점이 있다. 이를 해결하기 위해 실리콘을 수 10nm 단위로 패터닝하여 주기적 구조를 가진 도파관 연구가 발표되었는데, 720nm의 빛을 2.5db/100μm의 손실로 전파시키는데 성공했다. 이 연구가 플라즈몬을 대체할 날이 올지도 모른다.

[FMD.5.] 실리콘 칩에서 Brillouin Scattering을 자극하여 만든 초협대역 가변형 마이크로파 필터
실리콘 나노와이어를 이용하여 유도 Brillouin 산란을 이용한 빛의 노치 필터의 성과가 발표되었다. 소광비는 48dB에서 98MHz로 매우 높은 성능을 자랑한다. 파장 필터는 SBS의 펌프광의 파장을 제어함으로써 파장 튜닝을 할 수 있다. 실리콘 나노와이어의 매우 간단한 구조의 활용 방법에 흥미가 생겼다.

[FTu5C.5.] 플라스몬을 이용한 분자 광역학: 나노 스케일에서의 역작용
표면 증강 라만 산란의 강도는 실험값과 이론값에 큰 차이가 있는 배경이 있었다. 그 이유는 이론값 계산에서 국부 표면 플라즈몬의 광역학(공진에 의한 진동)을 고려하지 않았기 때문이다. 그래서 광역학의 진동에 맞춰 블루 디튜닝을 하면 표면 증강 라만 산란의 분자 진동을 증강시킬 수 있다는 것을 밝혀냈다. 이 발견은 실제 실험 시스템을 구성할 때 고려하면 분자 진동을 더 크게 읽어낼 수 있다.

Ftu2E.2 "미량 가스 감지를 위한 광학 주파수 빗 생성기" Adam J. Fleisher, David A. Long, Joseph T. Hodges, Kevin O. Douglass, Stephen Maxwell, David F. Plusquellic
NIST의 연구로, 응용물리학회에서 발표했던 것과 마찬가지로 EOM 기반 광컴을 이용한 듀얼컴 가스 센싱을 수행하고 있다. 이 듀얼 콤을 이용한 분광의 큰 특징은 측정의 속도이며, 디튜닝의 스위칭을 10 μs의 순서로 할 수 있다. 측정이 가능한 것은 CO가 10 ppm, CO2가 15 ppm, H2O가 0.5 %이며, EOM 기반 콤은 CW 여기이고 주파수 조정이 용이하기 때문에 사용이 편리하고, 보고된 응용으로서도 상당히 실용적인 수준에 근접하고 있다고 느꼈다.

4. 스탠포드 대학교 방문

JSPS Core-toCore 프로그램 사업 참여자인 Mark Brongersma 교수의 세미나를 위해 스탠포드 대학을 방문했다. 방문지인 Mark Brongersma 교수의 연구실은 플라즈모닉스와 반도체 나노포토닉스를 전문적으로 연구하고 있으며, Nature communications, Nature materials 등 유명 논문지에 많은 성과를 보고하고 있었다. 실험실을 견학할 수 있었는데, 하나하나의 실험 장비의 질은 우리와 크게 다르지 않았지만, 연구에서의 발상과 꾸준한 노력의 중요성을 다시 한 번 깨닫게 되었다. 구체적인 연구 내용으로는, 예를 들어 Au 필름 위에 Ge 세선을 만들어 메타필름을 구성하고, 세선 위치의 자유도에 따라 공진 흡수 스펙트럼을 조정할 수 있다(Nature communications 6, 7591 (2015)) 등을 소개받았다.