期刊俱乐部2017｜田辺光子结构组

期刊俱乐部

按年份（4-12月）划分

2017年财政年度。

演示文稿 :

硅是一种用于微电子和集成光子学的优秀材料，但直接在硅芯片上光刻3D结构的技术尚未出现。
我们已经证明了使用激光来制造复杂的三维结构，以1微米大小的点和任意长度的棒状结构为基本单位。激光改变的硅不仅可以在芯片内形成各种光学元件，而且还可以通过化学蚀刻形成任意的三维结构。

演示文稿 :

为了对各种鲜艳的色调进行纳米级的色彩再现，硅纳米片的特性与铝和银质元素的特性进行了比较。这些金属和电介质谐振器的各种特性在不同的几何和照明条件下得到了强调，从而优化了用于生产高分辨率色彩特征和毫米级绘画复制的硅纳米盘阵列。

演示文稿 :

在这项研究中，利用不对称的某些微光学谐振器演示了宽带光动量转换。输入到谐振器的光的混乱轨迹在几皮秒内产生了不同耳语廊模式之间的有效耦合。我们还报告了成功产生三次谐波的情况，其效率比使用这种动量转换的传统系统高三个数量级。

演示文稿 :

基于单层石墨烯的亚波长光的完美吸收结构已被实验分析和展示。完美吸收的机制是由于与二维波导模式的临界耦合。在1526.5纳米的波长处出现了一个FWHM为18纳米的吸收峰，吸收率超过99%，与制造的结构（周期间隔1230纳米）和模拟的结果很一致。除此之外，还通过模拟分析了结构的几何参数和光的入射角的影响。这里介绍的吸收结构在目前的研究中，在光电探测器和光调制器的设计方面有很大的潜力。

演示文稿 :

结构色有可能取代有毒的金属氧化物和合成有机颜料，并能在不使用染料的情况下生产不褪色的光谱。然而，在实现与工业应用相适应的全部颜色和工艺所需的对比度方面，仍然存在重要的挑战。在这项研究中，我们提出了一个简单的解决方案，以创建由鸟类羽毛启发的结构性色彩。我们设计了具有高折射率黑色素核心和低折射率二氧化硅外壳的核壳纳米粒子。这些纳米粒子的设计是用有限差分时间域方法进行的。这些纳米颗粒使用一锅式反向乳化过程进行自我组装，产生了明亮的、不模糊的颗粒聚合体。仅仅两种材料--合成黑色素和二氧化硅--的结合就能产生全光谱的颜色。这些骨料可以直接添加到油漆、塑料和涂料中，也可以用于抗紫外线的油墨和化妆品。

演示文稿 :

在这项研究中，通过用脉冲串而非连续光的激励，实现了光刻体和孤子的产生。孤子是由重复频率接近谐振器泵浦中心的FSR的激励产生的。孤子被锁定在激励脉冲上，所以孤子重复率和载波包络偏移频率可以通过调整激励脉冲进行光学控制。其优点是，与CW光激励相比，在较低的功率（平均功率）下就可以产生孤子，而且可以通过调整激励脉冲来决定性地控制单个或多个孤子的产生。

演示文稿 :

III-V族化合物半导体纳米线，如GaAs，在光电探测器、激光器和传感器等方面有潜在的应用。由于带隙可以通过改变晶体结构，如WZ型或ZB型来控制，因此需要观察技术来确定所制造器件的晶体结构。在这项研究中，通过绘制二次谐波生成的偏振相关强度分布图来确定晶体结构。这种方法与传统方法不同，它是无损的，可以在室温和空气环境中操作。

演示文稿 :

利用微光谐振器产生的光孤子对大规模光相干通信非常有利。通过对连续光源产生的低噪声、平滑和宽带光谱孤子梳的每个载波上的信号进行调制，已经实现了超过每秒50兆比特的通信能力。使用孤子梳进行相干接收的可行性也得到了证明。这项工作证明了用片上微光共振器取代波分复用中使用的CW激光器阵列的可能性。

演示文稿 :

对外部刺激作出反应以适应其形状的振动材料在医学和机器人领域的新应用中很有意义。例如，液晶网络可以被编程为由刺激引起的不同形状的变形，例如对光的反应。偶氮苯分子加入到液态结晶聚合物薄膜中通常会使薄膜产生光反应，但在大多数情况下只研究了薄膜的弯曲反应，光异构化后的松弛要慢得多。在这项研究中，我们报告了光活性聚合物膜的制造，该膜在恒定的光照射下表现出连续的、宏观的和定向的机械波，并通过自我屏蔽来驱动一个反馈回路，方法是将偶氮苯衍生物纳入一个具有快速热弛豫的液晶网络，从顺式到反式。.

演示文稿 :

对光的偏振状态的超速控制可能导致光学、化学和生物学的各种应用。然而，传统的偏振元件，如偏振板和延缓板，要么是静态的，要么是开关速度慢，只有几千兆赫。在这项工作中，我们使用了高流动性的铟掺杂氧化镉（CdO）作为网关质子材料，在2.08微米的波长上实现了高Q值的贝勒曼式完美吸收器。由于CdO的集合平均有效电子质量的暂时增加，亚带隙光泵导致完美吸收共振的强烈红移。这导致p极化的绝对反射率从1.0%到86.3%的变化。我们将这种极高的调制与完美吸收体的偏振选择性结合起来，在实验中展示了一个偏振消光比为91的反射式偏振器，可以在800 fs内开启和关闭。

演示文稿 :

使用机器学习的人工神经网络的语音和图像识别技术由于其高性能而成为最近的热门话题，但现有的计算硬件并没有针对神经网络进行优化，所以一直无法有效地进行计算。在这项研究中，提出了一个基于新架构的全光神经网络，并表明元音识别实际上可以用一个可程序控制的光处理器来完成。

演示文稿 :

太阳能是可再生能源的代表形式，有望取代化石能源，其存储有望用于可穿戴设备和其他应用。最近，人们研究了利用激光加工制造的石墨烯电极进行储能，但与传统电池相比，其性能并不充分。在这项研究中，将能有效储存能量的蕨类植物的叶子结构应用于石墨烯电极，从而使能量密度储存比以前的研究高出约30倍。

演示文稿 :

碳纳米管在直径和碳排列方面有无数种结构，其性能如半导体性能和光响应性因结构不同而有很大差异。尽管人们对合成具有特定单一结构的碳纳米管的方法有着强烈的需求，但目前的方法只允许同时合成具有各种结构的碳纳米管，因此只能以混合物的形式获得，而且还没有建立从混合物中分离具有单一结构的碳纳米管的方法。从混合物中分离具有单一结构的碳纳米管的方法还没有建立。为了解决这个问题，人们期待着一种从模板分子拉长碳纳米管的方法，在这项研究中，我们首次成功地合成了一个碳纳米带作为模板分子。

演示文稿 :

偏振是光的关键属性之一，是一种 "静态"（所有偏振状态发生的概率相同）和 "动态"（相邻光子的偏振在时间上完全没有关联）的非偏振状态。具有 "动态"（相邻光子的极化在时间上没有关联）和 "非极化"（相邻光子的极化在时间上没有关联）的单光子源有望在基于光的真正随机数生成器、量子密码学以及量子力学基本问题的验证中发挥作用。尽管到目前为止已经对静态无极化状态进行了评估，但动态无极化状态还没有。在这项研究中，我们提出了一种评估动态无极化状态的方法，并证明由钻石中的氮空穴中心（NV中心）产生的单光子既是静态的也是动态的无极化。

演示文稿 :

利用布里渊效应的色散光纤传感器可以在几十公里的长距离内以几厘米的空间分辨率探测应变和温度的变化，并有望用于确定大坝和桥梁等大型结构的老化状态。在这项研究中，布里渊光时域分析（BOTDA）中的扫频方法与通常的方法不同，以抑制泵浦光的衰减，在不到20分钟的测量时间内，成功地在10公里范围内感应到100万个空间分辨率为1厘米的图块。

演示文稿 :

玻璃是用于科学研究、工业和社会的最重要的高性能材料之一，但众所周知，它很难成型，需要高温熔化和铸造过程，并使用有毒化学品。因此，现代制造技术，如三维（3D）打印还没有应用于玻璃。在这项研究中，通过立体光刻3D打印机使用纳米复合材料进行铸造，生产了分辨率为几十微米的透明熔融石英玻璃部件。该工艺使用光固化二氧化硅纳米复合材料，通过3D打印并通过热处理转化为高质量的熔融石英玻璃。印刷的熔融石英玻璃是无孔的，表现出与市面上的熔融石英玻璃相似的透光性，并且具有几纳米的粗糙度的光滑表面。彩色玻璃也可以通过添加金属盐来生产。

我们将定期向您通报这些活动。
任何人都可以注册。

什么是期刊俱乐部？
这是一个在田边光子结构实验室举行的公开系列讲座。研究生以上水平的学生调查与光学和相关技术有关的论文，如光子学、材料、生物科学等，并以通俗易懂的方式加以解释。

关于审计
讲座是免费的，在校内和校外都可以参加。会议将定期举行，所以如果你对任何一个主题感兴趣，请来参加。参加不需要通知，但如果你提前联系我们，我们将为你准备材料。

活动公告。
期刊俱乐部是在我们的网站和邮件列表中组织的。如果你订阅了邮件列表，你会定期收到会议的电子邮件邀请。

要注册，请发送空白电子邮件到以下电子邮件地址。