CLEO/Europe-EQEC 2017 渕田 美夏
Research
CLEO®/Europe-EQEC 2017 참가 보고
석사1년 부치다 미나카
1. 참여 회의
2017 레이저 및 전기 광학 유럽 컨퍼런스 & 유럽 양자 전자 컨퍼런스 (CLEO/Europe-EQEC 2017)
일정 : 2017년 6월 25일 - 6월 29일
장소 : International Congress Centre Munich, Germany
2.CLEO/Europe 2017에 대하여
CLEO/Europe는 1994년 암스테르담에서 처음 개최된 이래, 함부르크, 글래스고, 니스에 이어 2003년부터는 뮌헨에서 격년으로 개최되고 있는 유럽에서 가장 크고 권위 있는 광학 광학 연구자 및 엔지니어를 위한 학회입니다. 있다. 올해 학회는 일요일부터 목요일까지 5일간의 일정 동안 레이저 과학, 포토닉스, 그리고 양자전자 등 다양한 연구 분야에서 1700여 편의 구두 및 포스터 발표가 이루어졌다. 호텔에서 걸어서 5분 거리에 있는 뮌헨 중앙역에서 하루 승차권을 구입하고 지하철 U2 종점 한 정거장 앞인 Messestadt West에서 내려 인공 연못 옆을 지나 큰 회의장으로 향했다. 발표가 이루어지고 있었다. 매일 점심 휴식 후 포스터 세션이 진행되었고, 30분간의 커피 브레이크와 18시 이후의 해피아워와 컨퍼런스 디너도 기획되어 있었다. 학회 바로 옆의 전시회에서는 가공/측정을 막론하고 빛과 레이저 관련 업체들이 5개의 거대한 전시장에 빼곡히 들어차서 활기를 띠고 있었다.
3. 참가자 발표에 대하여
CK-5 Whispering gallery resonators 라는 세션에서 CK-5.3 "Dispersion Tailoring of a Crystalline Whispering Gallery Mode Microcavity for Optical Kerr Frequency Comb Generation"이라는 제목으로 15분간 구두 발표를 하였다. 세션의 시작은 Lan Yang이 Microcavity의 정의와 응용을 소개하는 45분간의 프레젠테이션을 진행하여 많은 청중들이 열광적으로 경청하였다. 이어 on-chip의 링형 공진기의 클래드 부분에 열경화성 층을 붙여서 제작 후에도 공진 주파수를 바꿀 수 있다는 연구 발표가 있은 후, 세션 시간이 12분밖에 남지 않은 상태에서 단상에 올랐다. 여기까지만 해도 긴장할 생각은 없었지만, 발표 시작 후 처음 3슬라이드 정도는 손이 떨려서 말을 잘 못 알아듣고 있었다. 하지만 후반부에는 내 말로 잘 전달될 수 있도록 발표할 수 있었다고 생각한다. 질문은 청중으로부터 공진기의 표면 거칠기가 같은데도 불구하고 수연마와 초정밀 가공에서 Q값이 달라지는 이유가 무엇이냐는 질문을 받았고, 표면 거칠기 값이 반드시 Q값을 결정짓는 요인은 아닐지도 모른다고 생각한다고 대답했다. 나중에 생각해보니 같은 표면 거칠기라도 크랙이 있느냐 없느냐에 따라 Qscat이 달라진다고 말했어야 했다. 평소에 감각으로 실험/검토하는 것이 아니라 정량적으로, 적어도 정성적으로라도 확실한 근거를 제시할 수 있도록 머릿속을 정리해 나가야 한다는 것을 깨달았다.
3. 관련 발표
CD-7.4 속삭이는 갤러리 공진기의 피에조 튜너블 제2고조파 생성(Christoph S. Werner, Freiburg Uni.
이 연구는 피에조 소자를 축으로 하는 WGM의 하이브리드 공진기를 제작하여 반경을 제어하여 공진 파장을 튜닝할 수 있도록 한 연구이다. 공진기 제작 방법은 먼저 레이저 가공으로 LiNbO3 웨이퍼에 수 mm의 구멍을 뚫고 피에조 포스트에 접착한 후, 스핀들에 장착하여 동일한 레이저로 rim을 형성한 후, Grinding과 Polishing을 통해 최종적인 형태와 표면을 얻는다. 레이저는 150fs의 펨토초 레이저를 사용하며, 출력은 1W, 중심 파장은 388nm로 1,2nm 단위로 맞춰서 사용하였다(파장이 너무 짧으면 표면이 너무 녹아 울퉁불퉁해져서 좋지 않다). 공진기의 폭은 두께 250µm, 직경 수 mm에 비해 100µm에 불과하며, Q값은 108 정도이다. 피에조 소자에 전압을 가하면 물리적으로 공진기의 지오메트리가 변하기 때문에, 520nm 주변의 SHG 빛이 28GHz의 스팬(FSR을 초과하는 스팬)에서 모드 홉이 없는 튜닝이 가능해졌다. 이 방법은 온도에 의한 튜닝에 비해 튜닝 속도가 빠르다는 점에서 우수하다.
CD-8.3 광 3파 믹싱을 위한 다목적 플랫폼으로서의 레이저-액티브 위스퍼링-갤러리 공진기 (Simon J. Herr, Freiburg Uni.)
CD-7과 같은 이름의 Nonlinearities in resonant structures의 구두 세션의 이 연구는 하나의 위스퍼링 갤러리 공진기(WGR) 내에서 레이저 발진과 2차 비선형 프로세스를 동시에 확인한 첫 번째 사례이다. 고효율로 주파수 변환이 일어나기 때문에 광대역 광원으로 주목받아 왔다. 그러나 기존의 비선형 효과 발생 방법에서는 좁은 선폭 및 파장 가변성 레이저를 외부에서 결합시켜야 하기 때문에 실세계에 적용하기에는 기술적 요구가 컸다. 이번에 실증된 방법에서는 우선 선폭이 수 GHz 정도로 선폭이 좁지 않은 저렴한 CW 레이저(파장 820nm 정도)를 펌프광으로 WGR에 결합시킨다. 이때 공진기의 FSR도 수 GHz이므로 Q값이 105 정도(선폭 수 GHz)의 모드에 반드시 결합한다. 이 빛이 Nd 도핑 레이저로서 좁은 선폭의 모드로 발진하고(파장 1080nm 정도), Nd doped LiNbO3 공진기에서 2차 고조파 발생이 일어난다(파장 540nm 정도). 이와 같이 2차 비선형 효과를 일으키는데 필요한 펌프광을 동일 공진기 내에서 발진된 레이저가 담당할 수 있기 때문에 시스템이 매우 단순화되어 고가의 레이저가 필요 없게 된다. 또한, 공진기 내에서 발생한 레이저 광에 의한 것인지 인과관계는 밝혀지지 않았지만, 광 파라메트릭 과정도 확인되어 자기 펌프형 광대역 광원의 실현이 기대되고 있다.
CE-8.6 IIIV 나노와이어의 결정 구조 특성화를 위한 제2고조파 발생 이미징 (Maria Timofeeva, ETH Zurich.)
이 발표는 Nonlinear optics라는 제목의 세션의 마지막 발표로, 타나베 연구소의 연구 주제와는 직접적인 관계는 없지만, 흥미로웠기 때문에 소개하고자 한다. 혼다의 발표 뒤에 작은 방에서 진행된 세션에서 Ingo의 그룹에서는 KTN이라는 LN 등보다 높은 EO 효과와 커 효과를 유발하는 물질의 층을 MgO에 생성하여 상온에서 실용적인 집적 가능 디바이스에 관한 연구를 발표하였다. 이번에 소개하는 연구는 SHG가 발생하는 재료에 대해 TEM과 같이 비가역적으로 재료를 얇게 자르는 등의 처리를 하지 않고도 결정구조를 이미징할 수 있는 방법을 실증한 것이다. 시료에는 GaAs의 나노와이어를 사용하였으며, 820nm에서 3.5mW의 펄스 광원을 시료 전체에 조사하여 2차 고조파 발생을 일으켜 410nm의 빛의 강도 분포를 전자상배형 CCD 카메라로 취득한다. SHG에는 편광 의존성이 있으며, 이는 결정 구조에 따라 결정되어, 각각에 대해 χ (2) 텐서가 알려져 있다. 따라서 펄스 광원의 편광을 돌려 강도 분포를 극좌표적으로 얻으면 관찰 부위의 결정 구조의 유형을 결정할 수 있고, 혼합물이라 하더라도 그 비율을 구할 수 있다. 이 방법은 진공이나 초저온으로 할 필요가 없고, 스캐닝도 불필요하며, 파괴 검사도 아니기 때문에 광학 소자가 순결정 구조를 가지는지 주기적인 헤테로 구조를 가지는지 등을 검사하는 것 등에 응용이 기대되고 있다.
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