APS March Meeting 2016 鈴木 良

Research

APS MARCH MEETING 2016 보고서

기간 : 2016년 3월 14일 - 2016년 3월 18일
장소: Baltimore Convention Center, Baltimore, Baltimore, MD, USA
목적: 성과 발표, 발표 청강 및 National Institute of Standards and Technology (NIST) 방문

1. 학회 소개

학회가 열린 볼티모어는 워싱턴 DC에서 1시간 정도 떨어진 곳에 위치하고 있으며, 이너하버라고 불리는 해안가 산책은 매우 쾌적했다. 다만, 해안가에서 조금 내륙으로 들어가면 치안이 좋지 않으므로, 볼티모어 학회에 참석할 때는 행사장 근처의 호텔에 머무는 것이 현명하다. APS March meeting은 일본의 물리학 학회에 해당되는 것으로 규모가 매우 큰 학회였다. 발표는 빛과 관련된 연구는 적었기 때문에, 타나베 연구실에서는 cavity optomechanics 등에 중점을 둔 연구라면 투고를 검토해 볼 수 있을 것 같다.
학회 첫날 오전에 Nanomanufacturing and Optical/Laser/High Frequency Devices라는 세션에서 구두 발표를 했다. 광 관련 연구들을 모아놓은 듯한 세션이었는데, 광컴 관련 발표를 한 사람은 나뿐이었다. 앞뒤 발표 내용을 살펴서 광통신에 대해 잘 모르는 사람에게도 쉽게 전달할 수 있도록 해야 했다. 질의응답은 아주 간단한 질문이었기 때문에 별 문제가 없었다.

2. 발표내용을 들어보았습니다.

[A51.00004] 단층 이황화텅스텐 레이저
그래핀 연구에서 층상 물질의 층수를 단층화하면 새로운 물성을 얻을 수 있는 것으로 알려져 있다. 이는 전이금속 다이칼코게나이드(MoS2, WS2 등)에도 마찬가지로 적용되며, 단층화를 통해 간접 갭에서 직접 갭으로 변화한다. 단층 전이금속 다이칼코게나이드를 첨가한 광결정이나 분포형 브래그 반사 미세광 공진기에서 자연방출광의 증가는 보고된 바 있으나, 코히어런트 광방출은 보고된 바 없다. 본 발표는 단층 WS2를 WG 디스크
형 공진기에 내장하여 가시광선 파장의 2차원 여기자 레이저를 구현했다는 보고였다.

[F48.00013] 가변 초전도 공진기 공진기에서 제어 가능한 주파수 빗 생성
광카컴은 적외선 펌프광을 공진기에 입력하여 사광파 혼합을 통해 발생시키는데, 그 아이디어를 마이크로파 영역에서 초전도 공진기를 이용하여 본 연구를 수행하였다. 공진기는 50 nm 두께의 네오디뮴 소재를 사용하여 제작되었으며, 마이크로파 발생기로부터 발생시킨다. 특히 주파수 간격을 5 Hz - 5 MHz, 중심 주파수를 제어할 수 있으며, 그 대역은 100 MHz 정도(콤선 20개)이다. 도쿄대학과 이화학연구소도 공동 연구 대상으로 나왔다.

[A51.00012] 고효율 온칩 3파 파라메트릭 주파수 변환 및 고전 및 양자 광학에의 적용
기판 위에 제작되는 미세 광공진기는 χ (2) 비선형 효과 발생에 유용할 것으로 생각되지만, 집적 소자를 이용한 코히어런트 photon-photon interaction (삼광파의 주파수 변환)은 아직 보고된 바 없다. 일반적으로 설계 자유도와 높은 비선형성을 동시에 만족하는 소자 구현이 어렵다고 알려져 있으나, 본 연구에서는 알루미늄 질화물을 이용하여 저손실, 고비선형성, 미세한 크기의 공진기를 제작하여 이를 해결하였다. 통신 파장대와 가시광선 대역 모두에 적합한 설계로 높은 χ(2) 비선형성을 실현하였으며, 그 효율은 축퇴변환이 3 MHz/mW, 비축퇴변환이 5.8 MHz/mW로 나타났다.

3.National Institute of Standards and Technology (NIST) 방문

Marcelo Davanço 박사의 호의로 워싱턴 DC 인근에 위치한 NIST(미국 효율표준연구소)를 방문하게 되었다. 주로 실리콘과 실리콘 질화규소 도파관 및 공진기를 이용하여 공진기 광역학 및 양자광학을 연구하고 있으며, 실험실과 패브리케이션 센터를 견학했다. 대학이 아닌 연구기관 방문은 이번이 처음이라 다른 곳과의 비교는 불가능하지만, 장비 배치와 실험 시스템 설계 등이 잘 고려되어 공간을 효율적으로 활용하고 있는 것 같았다. 최근에는 미세광 공진기의 광학 모드 매핑이나 Bragg 반사 사광파 혼합 등 흥미로운 연구를 발표하고 있는 것 같다. ( http://www.nist.gov/cnst/davanco.cfm )

스즈키 료