Journal Club

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Journal Clubとは

Journal Clubは田邉フォトニック構造研究室にて開催する公開論文輪講です.大学院生以上の学生が,光科学,材料,バイオサイエンス等,光とその周辺技術に関連する論文を調査して,わかり易く解説します.

聴講に関して

学内・学外かかわらず聴講は自由です.定期的に開催しますので,ご興味のございますテーマがあればぜひご聴講ください.聴講に際してご連絡は不要ですが,事前にご連絡いただけましたら資料の準備をいたします.

開催のアナウンス

Journal Clubの開催は本ホームページ及びメーリングリストにて行います.メーリングリストへ登録頂きましたら,開催の案内を定期的にメールにてお届けします.

メーリングリスト登録 : に空メールをお送りください.どなたでも登録できます.


日時: 8月5日(月) 12:20 (40分程度)
場所: 14-213
発表者: 岡村 拓
タイトル: Octave-spanning tunable parametric oscillation in crystalline Kerr microresonators
出典: Nature Photon. 1–6 (2019)
著者: Noel Lito B. Sayson, Toby Bi, Vincent Ng, Hoan Pham, Luke S. Trainor, Harald G. L. Schwefel, Stéphane Coen, Miro Erkintalo & Stuart G. Murdoch
発表内容: 概要:光パラメトリック過程は新しい波長のコヒーレントな電磁放射の発生を可能にする.これにより波長を広範囲で変調することができるため,分光から量子情報処理に至るまでの様々な用途での応用が期待されている.しかし,既存の可変パラメトリック光源には欠点があり,その応用は制限されている.そこで本論文では超高Q値を示すフッ化マグネシウム結晶性微小光共振器を用いることで制限を克服し、広範囲で変調可能な側波帯を発生できるコンパクトかつ電力効率の高いデバイスを作製した.精密に設計した分散プロファイルを持ついくつかの異なる共振器について検討し、各共振器で数百ナノメートルの変調可能な側波帯を実現した.また1,083 nmから2,670 nmまでの光学オクターブにわたる変調性の観測に加えて4,000 nmで中赤外線側波帯を測定した.実証したデバイスは低コストかつ広範囲で変調可能な光源を実現することが期待できる.


日時: 7月10日(水) 12:20 (40分程度)
場所: 14-212
発表者: 田中 脩矢
タイトル: High-performance hybrid silicon and lithium niobate Mach–Zehnder modulators for 100 Gbit/s and beyond
出典: Nature Photonics, Vol. 13 (5), 359-364 (2019)
著者: Mingbo He, Mengyue Xu, Yuxuan Ren, Jian Jian, Ziliang Ruan, Yongsheng Xu, Shengqian Gao, Shihao Sun, Xueqin Wen, Lidan Zhou, Lin Liu, Changjian Guo, Hui Chen, Siyuan Yu, Liu Liu & Xinlun Cai
発表内容: 光変調器は,理想的な特徴として低損失・低駆動電圧・広帯域・高線形性・省設置領域および低製造コストといった性質を持つことが望ましい.残念ながら,これら多くの指標を同時に達成することはこれまで難しいとされてきた.
本研究では,シリコンとリチウムナイオベートをハイブリッドに統合したプラットフォームに基づき,上述の指標を同時に満たすようなマッハツェンダ変調器を作製した.
その性能評価により,今回提案されたデバイスは,2.5 dB の挿入損失,単一駆動のプッシュプル動作で 2.2 V cm の電圧-長さ積,高線形性,少なくとも 70 GHz のEO帯域幅,および最大 112 Gbit/s の変調速度を示すことが実証された.
以上の成果により,今回提案したプラットフォームは将来の高速かつエネルギー効率・費用対効果の高い光通信ネットワークに向けた新たな可能性をもたらす.


日時: 7月3日(水) 12:20 (40分程度)
場所: 14-218
発表者: 今村 陸
タイトル: Tunable single-frequency lasing in a microresonator
出典: Optical Express, Vol. 27, No. 11, 15351-15358 (2019).
著者: Simon J. Herr, Karsten Buse and Ingo Breunig
発表内容: レーザ活性媒質で作製されたWGM共振器は効率の良いコヒーレント光源として働く.しかしこのような高性能な出力を実現するには,挟線幅で高価なレーザ光源を用いる必要があり,実際に使用する場合には不適切である.そこで本研究では安価なレーザダイオードによる励起にも関わらず,安定した動作を行うWGM共振器について報告する.従来の問題点であった高次モードの懸念や,発振方向,出力パワーの低さと安定性を解決することが達成された.


日時: 7月1日(月) 12:20 (40分程度)
場所: 14-212
発表者: Tomoki Samuel Suzuki
タイトル: A pulsewidth measurement technology based on carbon-nanotube saturable absorber
出典:Opt Express. 2019 Feb 18;27(4):4188-4203.
著者:Xiao P, Wu K, Mao D, Chen J.
発表内容: We demonstrate a proof-of-concept saturable absorption based pulsewidth measurement (SAPM) by exploring the intensity dependent nonlinear transmission (i.e., saturable absorption) of low-dimensional material (LDM) carbon nanotubes. A minimum pulse energy of 75 fJ is experimentally detected with an average-power-peak-power product (Pav⋅ Ppk) of 5.44×10-7 W2 near 1550 nm. A minimum detectable pulse energy of 10 fJ with a Pav⋅ Ppk of 1.3×10-9 W2 is estimated with further optimization. The nanometer-level thickness and femtosecond-level decay time of LDMs allow ultrafast light interaction on a very small footprint, which potentially supports chip-scale characterization of ultrafast pulses with minimum distortion.


日時: 6月10日(月) 12:20 (40分程度)
場所: 14-212
発表者: 金 セイ基
タイトル: Colouration by total internal reflection and interference at microscale concave interfaces
出典: Nature 566, 523–527 (2019)
著者: Amy E. Goodling, Sara Nagelberg, Bryan Kaehr, Caleb H. Meredith, Seong Ik Cheon, Ashley P. Saunders, Mathias Kolle & Lauren D. Zarzar
発表内容: 色を発する物理的な現象や原理には様々な種類が存在する。染料による選択的なスペクトルにおける光吸収、マイクロスケールやナノスケールの周期構造における分散と干渉などがその例である。本研究では、虹色の構造色を作るための新しい手法を実現している。そのために、多層液滴や3次元ポリマー、固体粒子を用いて新しい理論的予測と検証を行った。これにより、制御可能な構造色をマイクロスケールで設計出来ることを示した。


日時: 5月29日(水) 12:20 (40分程度)
場所: 14-212
発表者: 石田蘭丸
タイトル:
出典: Nature Photonics (2019)
著者: Kengo Nozaki, Shinji Matsuo, Takuro Fujii, Koji Takeda, Akihiko Shinya, Eiichi Kuramochi & Masaya Notomi
発表内容: チップ上での情報通信および情報処理を加速させるためにも、これまで発展してきた電子回路にフォトニクスの技術を導入することが求められている。その際に問題になるのはEOおよびOEの変換部分でのキャパシタンスであり、この値が大きいとそれだけ多くの電荷が必要になるため、変換効率が低くなってしまう。そこで本研究では超低キャパシタンスを実現するためフォトニック結晶を用いた。それにより世界最小エネルギーで動作するEO変調器とアンプフリーなフォトレシーバーを作製することに成功をした。加えて、これら二つの素子をひとつのチップ上で組み合わせることでフェムトファラッドオーダーのOEOトランジスタを作製し、超低消費電力で波長変換や光増幅、光スイッチを実現した。


日時: 5月27日(月) 12:20 (40分程度)
場所: 14-216
発表者: Jocelyn Hofs
タイトル:Graphene Photodetector Integrated on a Photonic Crystal Defect Waveguide
出典: ACS Photonics20185124758-4763 Publication Date:November 13, 2018
著者: Simone Schuler*Daniel SchallDaniel NeumaierBenedikt SchwarzKenji WatanabeTakashi TaniguchiThomas Mueller*
発表内容: We present a graphene photodetector for datacom applications based on a silicon photonic crystal defect waveguide. The photonic structure is used to confine the propagating light in a narrow region in the graphene layer to enhance light–matter interaction. Additionally, it is utilized as a split-gate electrode to create a p–n junction in the vicinity of the optical absorption region. The photonic crystal defect waveguide allows for optimal photo-thermoelectric conversion of the occurring temperature profile in graphene into a photovoltage due to additional silicon slabs on both sides of the waveguide, enhancing the device response as compared to a conventional slot waveguide design. A photoresponsivity of 4.7 V/W and a (setup-limited) electrical bandwidth of 18 GHz are achieved. Under a moderate bias of 0.4 V we obtain a photoconductive responsivity of 0.17 A/W.


日時: 5月20日(月) 12:20 (40分程度)
場所: 14-212
発表者: 大塚民貴
タイトル: Optimizing the linearity in high-speed photodiodes
出典: Optics express 30532 Vol.26 No.23 (2018).
著者: J.Davila-Rodriguez, X.Xie, J.Zang, C.J.Long, T.M.Fortier, H.Leopardi, T.Nakamura, J.C.Campbell, S.A.Diddams, and F.Quinlan
発表内容: アナログフォトニックリンクは、ファイバ無線通信、キロメートル規模の施設での同期、低ノイズの電子信号生成などのアプリケーションに、高忠実度、高速な光-電気変換を必要とする。光検出器の非線形性は特に厄介な問題であり、超短光パルスを利用するシステムでは信号の歪み、および過剰な雑音を引き起こす。ここでは、高出力処理と高線形性のために設計された光検出器が広い光電流範囲にわたって、前例のない線形性をもつ超短光パルスの光ー電気変換を実行できることを示す。
 本研究は、最先端のフォトダイオードに比べ、大きく性能が向上し、達成可能なマイクロ波パワーを大幅に拡大することに成功した。


日時: 5月15日(月) 12:20 (40分程度)
場所: 14-202
発表者: 今村 陸
タイトル: Sub-150-fs pulses from an optically pumped broadband modelocked integrated external-cavity surface emitting laser
出典: Optics Letters, Vol. 44, No. 1, 25-28 (2019).
著者: C. G. E. Alfieri, D. Waldburger, J. Nürnberg, M. Golling, and U. Keller
発表内容: MIXSEL(モード同期集積外部共振器面発光レーザ)は比較的新しい半導体レーザの一種である.レーザ発振およびモード同期に必要な利得媒質や可飽和吸収媒質を単一ウェハ上に積層することで共振器を構成する.作製コストが高いという点はあるものの,共振器長を積層数で制御できるため5 GHz ~ 100 GHzの繰り返し周波数を実現し,また出力パワーが数100 mWと高パワー出力であることが特徴として挙げられる.
本研究では繰り返し周波数が2.7 GHz,パルス幅150 fs,スペクトル幅13 nm(FWHM),出力パワー30 mWという性能のMIXSELを従来の製法とは異なる方法で作製し,ひずみ補正や利得媒質の工夫,熱処理方法の改善により達成した.発表ではMIXSELの構造や仕組み,VECSEL(垂直共振器型面発光レーザ)との比較,そして応用先について説明を行う予定である.


日時: 5月13日(月) 12:20 (40分程度)
場所: 14-212
発表者: 田中 脩矢
タイトル: Tuning Kerr-Soliton Frequency Combs to Atomic Resonances
出典: Physical Review Applied 11 (4), 044017 (2019)
著者: Su-Peng Yu, Travis C. Briles, Gregory T. Moille, Xiyuan Lu, Scott A. Diddams, Kartik Srinivasan, and Scott B. Papp
発表内容: 集積フォトニクス技術を駆使した微小光共振器による光周波数コム (マイクロコム) は,計測や通信およびセンシングに至る幅広い用途が期待される注目の光源である.特にシリコンナイトライド (Si3N4) を材料とするリング共振器は,集積性と高非線形性の両面をカバーするため近年多く利用されている.
 本研究では,シリコンナイトライド共振器の分散制御により,波長1064 nmのレーザをポンプとして,波長767-1556 nmの1オクターブに亘る広帯域なマイクロコムを発生させた.また,マイクロコムのモード周波数を調整するため,寸法を変えた75個のリング共振器を含むチップを設計した.この単一チップ周波数コム光源は,原子分光に重要な近赤外領域から通信波長帯までの,あらゆる波長へのアクセスを可能とする.


日時: 4月25日(木) 12:20 (40分程度)
場所: 14-213
発表者: 半田浩一朗
タイトル: Broadband electro-optic frequency comb generation in a lithium niobate microring resonator
出典: nature 568, 373-377 (2019)
著者: Mian Zhang, Brandon Buscaino, Cheng Wang, Amirhassan Shams-Ansari, Christian Reimer, Rongrong Zhu, Joseph M. Kahn & Marko Lončar
発表内容: リチウムナイオベートLN(LiNbO3)は高い2次の非線形性を持つ光学材料として有名である.特にLNを用いて電気光学効果によりコムを立てる研究は25年以上の長い歴史がある.しかし,LNはシリカ基板上に結晶成長できず,構造上の欠点から広帯域にコムを発生させることは困難であった.
 近年,シリカ基板上にLNを接着させる技術が達成され,本研究ではその基板を用いてシリカ基板上にLNの導波路を作り,マイクロ波電圧をバイアスすることで非常に広い波長域(1560nm-1640nm)でのコムの発生を達成した.さらに,バイアス電圧の周波数を変化させることでコムの幅を自由に変えることができ,この技術はオンチップでのデュアルコム発生などに応用できる.


日時: 1月31日(木) 12:20 (40分程度)
場所: 12-202 B
発表者: 金セイ基
タイトル: Integrating photonics with silicon nanoelectronics for the next generation of systems on a chip
出典: Nature volume 556, pages349–354 (2018)
著者: Amir H. Atabaki, Sajjad Moazeni, Fabio Pavanello, Hayk Gevorgyan, Jelena Notaros, Luca Alloatti, Mark T. Wade, Chen Sun, Seth A. Kruger, Huaiyu Meng, Kenaish Al Qubaisi, Imbert Wang, Bohan Zhang, Anatol Khilo, Christopher V. Baiocco, Miloš A. Popović, Vladimir M. Stojanović & Rajeev J. Ram
発表内容: エレクトロニクスとフォトニクスの技術は産業界を支える重要なテクノロジーであるが,この2つの技術をon-chipで統合することは従来からの大きな課題であった.Silicon-on-insulator (SOI)などの技術は存在するものの,多くのアプリケーションへの適用には膨大なコストが必要となる.
そこで,本研究はpolycrystalline silicon層を導入することでフォトニクス技術をCMOSプロセスに組み込んだ.これにより,導波路構造や高速変調器,フォトディテクタなどの多様な光学素子をトランジスタとともにCMOSプロセスで1つのチップ上に集積出来ることを検証した.


日時: 1月11日(金) 12:20 (40分程度)
場所: 14-213
発表者: Jocelyn Hofs
タイトル: An Optical MIM Pressure Sensor Based on a Double Square Ring Resonator
出典: PHOTONIC SENSORS / Vol. 8, No. 3, 2018: 242‒247 (September 2018)
著者: Pardis PALIZVAN, Saeed OLYAEE, and Mahmood SEIFOURI
発表内容: In this paper, we have proposed a metal-insulator-metal (MIM) pressure sensor which consists of two plasmonic waveguides and a double square ring resonator. The two square rings are connected via a rectangular patch located between the two of them. The surface plasmon polaritons (SPPs) can be transferred from a square ring to the other through this patch. The finite-difference time-domain method (FDTD) has been used to simulate the device. Applying a pressure on the structure, it deforms, and a red shift of 103nm in the resonance wavelength has been calculated. The deformation is linearly proportional to the wavelength shift in a wide range of wavelength. The proposed optical plasmonic pressure sensor has a sensitivity of 16.5nm/MPa which makes it very suitable for using in biological and biomedical engineering.


日時: 12月27日(木) 12:20 (40分程度)
場所: 14-213
発表者: 熊崎基
タイトル: Optical Trapping of Nanoparticles Using All-SiliconNanoantennas
出典: ACS Photonics, 2018, 5 (12), pp 4993–5001
著者: Zhe Xu, Wuzhou Song, and Kenneth B. Crozier
発表内容: 信頼性があり非侵襲的な方法でナノスケールの粒子を光学的に捕捉する能力は、ナノサイエンスにとって重要な能力として浮上している。そのため、ナノスケールの粒子の捕捉のためにプラズモニックナノ構造を含む様々な技術が導入されている。しかしながら、プラズモニクスに基づくナノ光学ピンセットは、金属における高い損失のためにジュール加熱の問題に直面する。ここで本研究は実験的に非プラズモンアプローチ、すなわちシリコンナノアンテナを用いたナノ粒子の光トラッピングと輸送を実証する。ここでは直径が20と100 nmのポリスチレンナノ粒子を捕獲し、時間の関数としてそれらの位置を追跡するために蛍光顕微鏡を使用した。これにより、複数のナノ粒子を単一のナノアンテナで同時に捕捉できることを示した。また、わずかな熱発生で強化された光学力を予測するナノアンテナのシミュレーションを示した。本研究は、シリコンナノアンテナが有害な熱加熱効果なしにナノ粒子を光学的に閉じ込めることを可能にすることを実証している。


日時: 12月17日(月) 12:20 (40分程度)
場所: 14-212
発表者: 金 セイ基
タイトル: Seamless lateral graphene p–n junctions formed by selective in situ doping for high-performance photodetectors
出典: Nature Communicationsvolume 9, Article number: 5168 (2018)
著者: Gang Wang, Miao Zhang, Da Chen, Qinglei Guo, Xuefei Feng, Tianchao Niu, Xiaosong Liu, Ang Li, Jiawei Lai, Dong Sun, Zhimin Liao, Yongqiang Wang, Paul K. Chu, Guqiao Ding, Xiaoming Xie, Zengfeng Di & Xi Wang
発表内容: “Lateral graphene p–n junctions are important since they constitute the core components in a variety of electronic/photonic systems. However, formation of lateral graphene p–n junctions with a controllable doping levels is still a great challenge due to the monolayer feature of graphene. Herein, by performing selective ion implantation and in situ growth by dynamic chemical vapor deposition, direct formation of seamless lateral graphene p–n junctions with spatial control and tunable doping is demonstrated. Uniform lattice substitution with het- eroatoms is achieved in both the boron-doped and nitrogen-doped regions and photo- electrical assessment reveals that the seamless lateral p–n junctions exhibit a distinct photocurrent response under ambient conditions. As ion implantation is a standard technique in microelectronics, our study suggests a simple and effective strategy for mass production of graphene p–n junctions with batch capability and spatial controllability, which can be readily integrated into the production of graphene-based electronics and photonics.”, cited from [Gang Wang, et al “Seamless lateral graphene p–n junctions formed by selective in situ doping for high-performance photodetectors”, Nature Communicationsvolume 9, Article number: 5168 (2018).]


日時: 12月12日(水) 12:20 (40分程度)
場所: 14-212
発表者: 鈴木智生サムエル
タイトル: Searching for Exoplanets Using a Microresonator Astrocomb
出典: submitted on 16 Jan 2018 (not yet published)
著者: Myoung-Gyun Suh, Xu Yi, Yu-Hung Lai, S. Leifer, Ivan S. Grudinin, G. Vasisht, Emily C. Martin, Michael P. Fitzgerald, G. Doppmann, J. Wang, D. Mawet, Scott B. Papp, Scott A. Diddams, C. Beichman, Kerry Vahala
発表内容: Detection of weak radial velocity shifts of host stars induced by orbiting planets is an important technique for discovering and characterizing planets beyond our solar system. Optical frequency combs enable calibration of stellar radial velocity shifts at levels required for detection of Earth analogs. A new chip-based device, the Kerr soliton microcomb, has properties ideal for ubiquitous application outside the lab and even in future space-borne instruments. Moreover, microcomb spectra are ideally suited for astronomical spectrograph calibration and eliminate filtering steps required by conventional mode-locked-laser frequency combs. Here, for the calibration of astronomical spectrographs, we demonstrate an atomic/molecular line-referenced, near-infrared soliton microcomb. Efforts to search for the known exoplanet HD 187123b were conducted at the Keck-II telescope as a first in-the-field demonstration of microcombs.


日時: 12月10日(月) 12:20 (40分程度)
場所: 14-212
発表者: 久保田啓寛
タイトル: Wireless whispering-gallery-mode sensor for thermal sensing and aerial mapping
出典: Light: Science & Applications 7, 62 (2018)
著者: Xiangyi Xu, Weijian Chen, Guangming Zhao, Yihang Li, Chenyang Lu and Lan Yang
発表内容:IoTは物理的環境のデータ(温度や湿度,気圧)を得るために多くのワイヤレスセンサを用いており,環境計測,ヘルスケアセンサ,スマートシティ,精密農業など様々な応用が考えられている.ワイヤレスセンサは環境のデータを収集,分析し,送信する.一般に,IoTで使用されている無線センサは,多くの状況で電磁干渉を受ける可能性がある電子デバイスで主に構成されている.光学センサは電磁干渉の影響を受けないため,過酷な環境で大きな利点をもたらす.さらに,光の相互作用を増強するために光共振を導入することにより,共振器に基づく光センサは,小型で,感度が高く,汎用性の高い機能を発揮し,無線センサの能力と柔軟性を大幅に高めることができる.本研究ではウィスパリングギャラリーモード(WGM)光共振器を用いたワイヤレスフォトニックセンサノードの初めてのデモンストレーションを行った.


日時: 11月29日(木) 12:20 (40分程度)
場所: 14-212
発表者: 上岡直隆
タイトル: Angular-momentum nanometrology in an ultrathin plasmonic topological insulator film
出典: Nature communications, 9, 4413 (2018)
著者: Yue, Z., Ren, H., Wei, S., Lin, J., & Gu, M
発表内容: 近年、光渦などに代表される軌道角運動量(OAM)を有するビームに関する研究が盛んであるが、単に検出するだけでなく具体的な値を計測するデバイスはバルクサイズに限られていた.本研究では、新たなCMOS互換プラズモニックトポロジカル絶縁体Sb2Te3を利用し、微小OAM計測器を作成した.
提案するトポロジカル絶縁体は従来用いられるAuなどと比べても紫外~可視光領域で優れた特性を持ち、クロストーク-20dB以下の高精度なOAM計測が可能である.
当日はトポロジカル絶縁体、OAM、表面プラズモンポラリトンについても簡単に紹介する


日時: 11月19日(月) 12:20 (40分程度)
場所: 14-218
発表者: 本多祥大
タイトル: Nanophotonic optical gyroscope with reciprocal sensitivity enhancement
出典: Nature Photonics 12, 671-675 (2018)
著者: Parham P. Khial, Alexander D. White & Ali Hajimiri
発表内容: 光学式ジャイロスコープはサニャック効果を用いることで回転速度を検出することができる.この原理を用いたジャイロスコープはナノフォトニック構造上に小型化するのにとても適している.しかし,ジャイロスコープのS/N比は一般的に熱の揺らぎ,作製のミスマッチなどによって制限されてしまっている.このようにマイクロスケールでは信号の強さが比較的小さいことが原因で,これまで集積化されたナノフォトニックジャイロスコープというのは実現されていなかった.
本研究では,熱のゆらぎや作製のミスマッチを抑制するために”reciprocal sensitivity enhancement”という新たな手法を用いることで超小型のジャイロスコープを実現した.従来の光ファイバジャイロスコープよりも500倍も小さいのにもかかわらず,30倍の感度を達成した.


日時: 11月12日(月) 12:20 (40分程度)
場所: 14-212
発表者: 渕田美夏
タイトル: A Compact High-Average-Power Femtosecond Fiber-Coupled Two-Color CPA System
出典: IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, vol. 24, no. 5, pp. 1-5, Sept.-Oct. 2018, Art no. 0902905.
著者: X. Su, T. Hoang, P. Long, Y. Zheng and D. Strickland
発表内容: The Nobel Prize in Physics 2018 has been awarded one half to Arthur Ashkin for the optical tweezers and their application to biological systems, and the other half jointly to Gérard Mourou and Donna Strickland for their method of generating high-intensity, ultra-short optical pulses. Dr. Strickland is the third woman among the 210 laureates who have received the nobel prize. In the presentation, a brief look at the scientific work awarded this year will be introduced, then the newest work by Dr. Strickland’s group will be shown, where they reported a compact, high-average-power, sub-picosecond, two-color (1025 and 1085 nm) fiber-coupled, chirped pulse amplification Yb:fiber laser.


日時: 11月9日(金) 12:20 (40分程度)
場所: 14-217
発表者: 石田蘭丸
タイトル: Highly efficient coupling of crystalline microresonators to integrated photonic waveguides
出典: Optics Letters, Vol. 43, No. 9 (2018)
著者: M. Anderson, N. G. Pavlov, J. D. Jost, G. Lihachev, J. Liu, T. Morais, M. Zervas, M. L. Gorodetsky, AND T. J. Kippenberg
発表内容: 結晶共振器はソリトンの生成をはじめ、低雑音マイクロ波発生や周波数安定化など、非常に多岐にわたる応用の基盤プラットフォームとして注目を集めている。
そこで本研究ではシリコンナイトライド導波路からエアブリッジ構造のシリカ導波路に光を入れることでオンチップで高効率なカップリングを達成した。
本手法はテーパファイバを用いたカップリングと比較してロバストでパッケージングに向いている。


日時: 11月1日(木) 12:20 (40分程度)
場所: 14-212
発表者: Jocelyn Hofs
タイトル: Silicon photonic micro-ring resonator dedicated to an optoelectronic oscillator loop
出典: Proc. SPIE 10686, Silicon Photonics: From Fundamental Research to
Manufacturing, 106860Y (21 May 2018)
著者: Phuong T. Do, Carlos Alonso-Ramos, Xavier Leroux, Diego Pérez-Galacho, Laurent Vivien, et al.
発表内容: Electronic oscillator circuit are used in a lot of domains going from telecommunications to clock generation. Unfortunately, they can exhibit some unwanted feature such as phase noise which is unavoidable. These non-idealities of electronic oscillator circuits is a motivation for the design of opt-electronic oscillators.


日時: 10月25日(木) 12:20 (40分程度)
場所: 14-213
発表者: Tomoki Samuel Suzuki Prugger
タイトル: Neural network modelling of EDFA
出典: Workshop on Recent Advances in Photonics (WRAP) (2013)
著者: Amita Kapoor, Enakshi K. Sharma
発表内容: Erbium doped fiber amplifier is a key device in WDM/DWDM technology. The task of modeling EDFA is computationally expensive. In this paper we investigate the application of multilayered feed-forward neural network to model an EDFA.


日時: 10月15日(月) 12:20 (40分程度)
場所: 14-212
発表者: 上岡直隆
タイトル: Hydroxypropyl cellulose photonic architectures by soft nanoimprinting lithography
出典: Nature Photonics (2018)
著者: Andre Espinha, Camilla Dore, Cristiano Matricardi, Maria Isabel Alonso, Alejandro R. Goni and Agustin Mihi
発表内容: 近年の環境問題に際し、従来のプラスチックの代用としてセルロース系材料が再び関心を寄せている.そこで本研究では、ソフトリソグラフィを利用したヒドロキシプロピルセルロース(HPC)製フォトニック構造・プラズモニック構造の作製を行った.このセルロース製フォトニック結晶は生体応用が可能かつ水など各種溶媒によって分解可能で、フォトニック構造による着色や、フォトルミネッセンスの増強が可能である.さらに、金属コーティングを行いプラズモニック結晶を形成する事で、表面増強ラマン分光としても利用する事が可能であることを示す.


日時: 10月12日(金) 12:20 (40分程度)
場所: 14-212
発表者: 久保田啓寛
タイトル: Multi-color lasing in chemically open droplet cavities
出典: Scientific Reports volume 8, Article number: 14088 (2018)
著者: Lu Zheng, Min Zhi, Yinthai Chan & Saif A. Khan
発表内容: 光共振器をマイクロ流体デバイスに統合した光流体色素レーザは少量,低濃度の対象物の高感度検出を可能にする.本研究では,微小液滴光共振器を用いたFRET(フェルスター共鳴エネルギー移動)ベースの多色レーザを実現した.ここではクマリン102を導入した単分散の微小流体液滴を生成した.この球状の液滴がウィスパリングギャラリーモード光共振器として機能し,波長約470 nmでレージングした.液滴共振器に含まれる利得媒質の構成は変えることができ,ローダミン6Gを流動している液滴に導入することで,発振波長を青色から橙色(~590nm)に変えることができる.ローダミン6Gによるレージングの際,クマリン102による放射は全く観察されなかった.今回のように,同一の液滴共振器においてレージングの色を制御できることは共振器内または共振器まわりにあるターゲットとなる複数の種類の分子を連続的に検出することができる.


日時: 9月25日(水) 14:00 (40分程度)
場所: 12-202E
発表者: Shengji Jin
タイトル: In situ 3D nanoprinting of free-form coupling elements for hybrid photonic integration
出典: Nature Photonics 12, pages241–247 (2018)
著者: P.-I. Dietrich, M. Blaicher, I. Reuter, M. Billah, T. Hoose, A. Hofmann, C. Caer, R. Dangel, B. Offrein, U. Troppenz, M. Moehrle, W. Freude & C. Koos
発表内容: フォトニクスのデバイス集積において,ファイバとチップ間,チップとチップ間などのインターフェースは従来から課題とされてきた.従来のアプローチでは高精度なアライメントが要求され,またモード特性の調整も正確に考慮する必要があった.そこで,本研究では3Dプリントされたビーム形成素子をファイバやチップの端面に形成することでカップリング効率を向上させた.また,3Dプリントされた自由形状ミラーでビーム形状や伝搬方向を調節し,マルチレンズによるビームの拡大も実現した.これにより,複数チップの統合において大きくパフォーマンスを向上することが出来た.


日時: 7月23日(水) 12:20 (40分程度)
場所: 14-212
発表者: 石田蘭丸
タイトル: Single-source chip-based frequency comb enabling extreme parallel data transmission
出典: Nature Photonics (2018)
著者: Hao Hu, Francesco Da Ros, Minhao Pu, Feihong Ye, Kasper Ingerslev, Edson Porto da Silva, Md. Nooruzzaman, Yoshimichi Amma, Yusuke Sasaki, Takayuki Mizuno, Yutaka Miyamoto, Luisa Ottaviano, Elizaveta Semenova, Pengyu Guan, Darko Zibar, Michael Galili, Kresten Yvind, Toshio Morioka and Leif K. Oxenlowe
発表内容: インターネットは数百Tbit/sの情報を送り、世界中の電力消費の9%を消費している。毎年20~30%の割合で増加するエネルギー消費を抑えるためにもより高効率な通信用光源が必要とされている。そんな時代潮流の中、多くのレーザー光源を同時に使う代わりに一つのコム光源を利用することで省エネ・省スペースを実現することが期待されている。本研究ではAlGaAsを用いた導波路を利用することで66%という非常に高い効率でコムを生成することに成功をした。このコム光源を情報通信に用いることで661 Tbit/sを達成した。


日時: 7月19日(水) 12:20 (40分程度)
場所: 14-213
発表者: 本多祥大
タイトル: Flying couplers above spinning resonators generate irreversible refraction
出典: Nature 558, 569-572 (2018)
著者: Shai Maayani, Raphael Dahan, Yuri Kligerman, Eduard Moses, Absar U. Hassan, Hui Jing, Franco Nori, Demetrios N. Christodoulides & Tal Carmon
発表内容: 光を一方向にのみ伝搬させるような光素子,光アイソレータは幅広い応用において重要である.音波の非相反な伝搬は回転する機械的な素子を用いることで実現することが可能である.今回は,同じような考えを光波にも適用し,光アイソレータの実現を試みた.しかし,光波は音波よりもかなり速いことから,同じ効果を期待するにはかなりの回転速度が必要となる.そして,回転速度が速いことから軸ブレなどが生じ,共振器と導波路との距離を維持するのが難しく,クリティカルカップリングを維持できない.結果として,これまでアイソレーションするのには別の方法が採用されてきた.
そこで,HDDにおいて流体力学的にナノメートルの正確さで磁気ヘッドがディスクから浮上している原理を利用し,共振器から数ナノメートル離れたところでの結合を実現した.今回の実験では,共振器を高速回転させることで,時計回りと反時計回りのモードをスプリットさせ,99.6%のアイソレーションを実現した.


日時: 7月11日(水) 12:20 (40分程度)
場所: 14-213
発表者: 渕田美夏
タイトル: Coherent Signal Processing for Traffic Flow Measuring Radar Sensor
出典: IEEE Sensors Journal, Vol.18, No.12, 4803-4813 (2018)
著者: Alberto Asensio López, Álvaro Duque de Quevedo , Francisco Salmerón Yuste, Jesús Muñoz Dekamp, Víctor Aparicio Mequiades, Virgilio Medel Cortés, Daniel García Cobeña, Diego Madueño Pulido, Fernando Ibañez Urzaiz, and Javier Gismero Menoyo
発表内容: 高度道路交通システム (ITS) は、信号機の制御などに使われるインフラ基盤技術である。本研究では、ITSに必要とされる「交通量計測、速度計測、車種の区別」の技術的タスク3つを同時に行なうことのできる、レーダーセンサーを提案した。


日時:6月25日(月) 12:20 (40分程度)
場所:14-213
発表者:上岡直隆
タイトル:Printing ferromagnetic domains for untethered fast-transforming soft materials
出典:Nature, 558 (2018)
著者:Yoonho Kim, Hyunwoo Yuk, ruike Zhao, Shawn A. Chester and Xuanhe Zhao
発表内容:熱や光、磁場などの刺激に応答して形状が変化する軟質材料は、フレキシブルエレクトロニクスやソフトロボティクスから薬物送達、生体組織工学などの生物医学的課題に至るまで、数多くの用途に利用できる可能性を秘めている.特に、材料を閉鎖空間で遠隔操作して動かす必要のある医療用途では、磁場を用いたものが有望視されているが、現在の作製方法では、単純な形状変化しか起こす事ができなかった.
本研究では、磁気によって活性化し、1秒とかからないうちに変形する軟質材料を印刷する技術を紹介する.3Dプリンターのノズルを磁化してシリコーンゴムマトリクス内の強磁性微小粒子の配列を制御することで、可逆かつ動的な変形が可能な構造物を作製することができる.作製した材料は、回る、跳ぶ、物体をつかむといったさまざまな有用な動作をプログラムすることができ、様々な応用が期待できる.


日時:6月18日(月) 12:20 (40分程度)
場所:14-212
発表者:久保田 啓寛
タイトル:Gate-tunable frequency combs in graphene–nitride microresonators
出典:Nature (2018)
著者:Baicheng Yao, Shu-Wei Huang, Yuan Liu, Abhinav Kumar Vinod, Chanyeol Choi, Michael Hoff, Yongnan Li, Mingbin Yu, Ziying Feng, Dim-Lee Kwong, Yu Huang, Yunjiang Rao, Xiangfeng Duan & Chee Wei Wong
発表内容:等間隔な周波数成分を持つ光周波数コムは,現代の周波数計測学や精密分光,天文分光,超高速光学,量子情報工学の基礎である.超高Q値を持つモノリシックな微小共振器におけるカー効果やラマン効果といった非線形性を利用したチップスケールの周波数コムは,時間的共振器ソリトンが観察され近年進歩してきた.しかし,光コムの形成を決定づけるレーザ共振器内の波長分散を電場で調整するのは,微小共振器でもファイバー共振器でも一般的に難しい.そのような電気的な動的制御は光周波数コムと光エレクトロニクスを結び付け,高速で便利な同調性で単一共振器において様々な光コムの出力を可能にする.並外れたフェルミ―ディラク同調性と超高速なキャリア移動度によって,グラフェンはゲート電圧で調整可能な光学電導度によって決まる複雑な光分散を持つ.ここでは我々は,ゲートで調整可能な光学伝導度を窒化ケイ素微小光共振器に導入し,二次と高次の波長分散を変化させることでグラフェンを用いたゲートによる光周波数コムの共振器内同調性を示した.


日時:6月14日(水) 12:20 (40分程度)
場所:14-216
発表者:Tomoki Samuel PRUGGER SUZUKI
タイトル:Marangoni effect visualized in two-dimensions Optical tweezers for gas bubbles
出典:Scientific Reports 6:34787 (2016)
著者:A. Miniewicz, S. Bartkiewicz, H. Orlikowska & K. Dradrach
発表内容:In the report we demonstrate how, using laser light, effectively trap gas bubbles and transport them through a liquid phase to a desired destination by shifting the laser beam position. The physics underlying the effect is complex but quite general as it comes from the limited to two-dimension, well- known, Marangoni effect. The experimental microscope-based system consists of a thin layer of liquid placed between two glass plates containing a dye dissolved in a solvent and a laser light beam that is strongly absorbed by the dye. This point-like heat source locally changes surface tension of nearby liquid-air interface. Because of temperature gradients a photo-triggered Marangoni flows are induced leading to self-amplification of the effect and formation of large-scale whirls. The interface is bending toward beam position allowing formation of a gas bubble upon suitable beam steering. Using various techniques (employing luminescent particles or liquid crystals), we visualize liquid flows propelled by the tangential to interface forces. This helped us to understand the physics of the phenomenon and analyze accompanying effects leading to gas bubble trapping. The manipulation of sessile droplets moving on the glass surface induced via controlled with laser light interface bending (i.e. “droplet catapult”) is demonstrated as well.


日時:6月6日(水) 12:15 (40分程度)
場所:14-217
発表者:渕田 美夏
タイトル:A new method using Raman spectroscopy for in vivo targeted brain cancer tissue biopsy
出典:Scientific Reports 8:1792 (2018)
著者:Joannie Desroches, Michael Jermyn, Michael Pinto, Fabien Picot, Marie-Andrée Tremblay1, Sami Obaid, Eric Marple, Kirk Urmey, Dominique Trudel, Gilles Soulez, Marie-Christine Guiot, Brian C. Wilson, Kevin Petrecca & Frédéric Leblond
発表内容:現代の癌治療においては、生検法で組織学的に分子やゲノムを解析する必要がある。腫瘍内不均一性のある癌において正確に場所を特定し一度で適切にサンプルを採取することは、患者のリスクを下げるために重要である。本研究では、ラマン分光法により採取中にその場で癌細胞の特定を可能にする技術を提唱し、癌検知を実証した。


日時:5月28日(月) 12:15 (40分程度)
場所:12-218
発表者:本多 祥大
タイトル:Flexible and ultra-lightweight polymer membrane lasers
出典:Nature Communications 9, 1525 (2018)
著者:M. Karl, J. M. E. Glackin, M. Schubert, N. M. Kronenberg, G. A. Turnbull, I. D. W. Samuel & M. C. Gather
発表内容:有機半導体を用いることにより,軽量かつ機械的にフレキシブルなオプトエレクトロニクスデバイスを作製することができる.しかし,ほとんどの有機半導体レーザでは,支えるための基盤が必要なこともあり,今まで”硬さ”が依然として残っていた.そこで本研究では,簡単な作製プロセスで,基盤レスで,極薄(<500 nm)の膜型のDFBレーザを作製し,超軽量で高い柔軟性を達成した.この軽量かつ柔軟性の高さを利用し,コンタクトレンズや紙幣などに組み込むことで,将来,セキュリティや医療といった分野への応用が期待できる.


日時:5月21日(月) 12:15 (40分程度)
場所:12-206
発表者:石田 蘭丸
タイトル:Experimental demonstration of spontaneous chirality in a nonlinear microresonator
出典:Phys. Rev. Lett., 118, 033901 (2017)
著者:Qi-Tao Cao, Heming Wang, Chun-Hua Dong, Hui Jing, Rui-Shan Liu, Xi Chen, Li Ge, Qihuang Gong, and Yun-Feng Xiao
発表内容:本研究ではシリカトロイド共振器においてPT対称性を崩すことなく自発的にカイラリティを出すことに成功をした.この円二色性はCWとCCWの結合が非線形効果によって変化することに起因している.数百uW程度のしきい値を入力光強度がこえると非線形効果が影響し,20:1程度の円二色性が出ることが実験的に実証された.


日時:5月7日(月) 12:15 (40分程度)
場所:12-206
発表者:金 セイ基
タイトル:An integrated design and fabrication strategy for entirely soft, autonomous robots
出典:Nature volume536, 451–455 (2016)
著者:Michael Wehner, Ryan L. Truby, Daniel J. Fitzgerald, Bobak Mosadegh, George M. Whitesides, Jennifer
発表内容:ソフトロボットは人間と自然環境によりうまく適応できる安全なロボットであり,近年様々な開発が行われている.しかし,すべての部位をソフトなマテリアル で作製するのは困難であり,一部金属を用いる必要があった.今回,金属などを用いずにすべての部位をソフトなマテリアルで実現したタコ型のソフトロボットを作製した.なおかつ,外部電源に接続する必要がなく,触媒反応を利用した自律的なロボットの作製が可能になった.


日時:11月16日(木) 12:15 (40分程度)
場所:14-213
発表者:上岡 直隆
タイトル:In-chip microstructures and photonic devices fabricated by nonlinear laser lithography deep inside silicon
出典:Nature photonics 11, 639-645 (2017)著者:Onur Tokel, Ahmet Turnal, Ghaith Makey, Parviz Elahi, Tahir Colakolu, Emre Ergecen, Ozgun Yavuz, Rene Hubner, Mona Zolfaghari Borra, Ihor Pavlov, Alpan Bek, Rait Turan, Denizhan Koray Kesim, Serhat Tozburun, Serim Ilday & F. Omer Ilday
発表内容:マイクロエレクトロニクスや集積フォトニクスにおいて、シリコンは優秀な素材であるが、シリコンチップ内に直接3次元構造をリソグラフィする技術はいまだ得られていなかった.
そこで我々は、レーザを用いて、1μmサイズのドットおよび任意長さのロッド構造を基本単位とする、複雑な3次元構造の作製を実演した.レーザにより変質したシリコンは、チップ内で様々な光学素子をかたどる事ができるだけでなく、ケミカルエッチングにより任意の3次元構造を形成することもできる.


日時:11月6日(月) 12:20 (40分程度)
場所:14-212
発表者:熊崎 基
タイトル:Silicon Nanostructures for Bright Field Full Color Prints
出典:ACS Photonics, 2017, 4 (8), pp 1913–1919
著者:Valentin Flauraud , Miguel Reyes, Ramon Paniagua-Domínguez, Arseniy I. Kuznetsov, and Juergen Brugger
発表内容:本研究では幅広く鮮やかなカラーパレットを対象としたナノスケールの色再現の目的のために、シリコンナノディスクの特性をアルミニウムおよび銀プラズモン要素の特性と比較する。このような金属および誘電体共振器の様々な特性を様々な幾何学的条件および照明条件で強調し、高分解能カラーフィーチャおよびミリメトリペインティングレプリカの製造のためのシリコンナノディスクアレイの最適化を導く。


日時:11月2日(木) 12:15 (40分程度)
場所:14-213
発表者:藤井 瞬
タイトル:Chaos-assisted broadband momentum transformation in optical microresonator
出典:Science 358, 344-347 (2017)
著者:X. Jiang, L. Shao, S. -X. Zhang, X. Yi, J. Wiersig, L. Wang, Q. Gong, M. Loncar, L. Yang, Y. -F. Xiao
発表内容:本研究では非対称のある微小光共振器を用いて広帯域な光運動量変換を実証した.共振器に入力された光がカオス的な軌道をとることで,数ピコ秒の間に異なるウィスパリングギャラリーモード間を介した効率的な結合が発生する.またこのような運動量変換を利用して第三次高調波発生を従来の三桁以上の効率で発生させることに成功したので報告する.


日時:10月4日(水) 12:20 (40分程度)
場所:14-216
発表者:廣田 直弥
タイトル:Monolayer-graphene-based perfect absorption structures in the near infrared
出典:OPTICS EXPRESS (2017)
著者:Fan, Y. S., Guo, C. C., Zhu, Z. H., Xu, W., Wu, F., Yuan, X. D., & Qin, S. Q.
発表内容:単層グラフェンを基にしたサブ波長の光の完全吸収構造が実験的に分析され,示されている.完全吸収のメカニズムは,二次元導波モードとのクリティカルカップリングによるものである.波長1526.5nmで半値幅18nmの吸収ピークが,吸収レートが99%を超える値で示され,作製した構造(周期間隔1230nm)による結果とシミュレーションの結果がよく一致した.これに加えて,シミュレーションにより構造の幾何学的なパラメーターや光の入射角による影響について分析した.ここで示される吸収構造は現在の研究において,光検出器や光変調器のデザインに関して大きなポテンシャルを持っている.


日時:9月25日(金) 12:20 (40分程度)
場所:14-213
発表者:久保田 啓寛
タイトル:Bioinspired bright noniridescent photonic melanin supraballs
出典:Science Advances 3, no. 9 (2017)
著者:Ming Xiao, Ziying Hu, Zhao Wang, Yiwen Li, Alejandro Diaz Tormo, Nicolas Le Thomas, Boxiang Wang, Nathan C. Gianneschi, Matthew D. Shawkey, Ali Dhinojwala
発表内容:構造色は有毒な金属酸化物と合成有機顔料に取って代わる可能性を秘め,色素を使うことなく非退色のスペクトルを作ることを可能にする.しかしながら,重要な課題として全ての範囲の色に必要とされるコントラストと産業応用に対応可能な工程を達成することが未だ残されている.本研究では,鳥の羽に影響を受けた構造色を作る容易な解決方法を示す.我々は高屈折率メラニンコアと低屈折率シリカシェルを用いたコア-シェルナノ粒子を設計した.これらのナノ粒子の設計は有限差分時間領域法によって進められた.これらのナノ粒子はワンポットリバースエマルジョンプロセスを用いて自己組織化され,明るくにじ色でない粒子の集合体になった.合成メラニンとシリカというたった2つの素材の組み合わせにより,フルスペクトルの色を発生させることができる.これらの集合体は塗料やプラスチック,コーティングに直接加えることができ,また耐紫外線インクや化粧品としても使用できると考えられる.


日時:9月4日(月) 14:45 (40分程度)
場所:14-213
発表者:堀 敦裕
タイトル:Temporal solitons in microresonators driven by optical pulses
出典:Nature Photonics (2017)
著者:Ewelina Obrzud, Steve Lecomte and Tobias Herr
発表内容
本研究では,光カーコムとソリトンの発生をCW光ではなくパルス列による励起で実現した.共振器のポンプ中心のFSRに近い値の繰り返し周波数で励起することでソリトンが発生する.そのソリトンは励起パルスにロックされるため,ソリトンの繰り返し周波数とキャリアエンベロープオフセット周波数を励起パルスのチューニングによって光学的にコントロールすることができる.また,CW光励起の場合と比べて小さいパワー(平均パワー)でソリトン発生が可能である点や,励起パルスのチューニングによって,単一ソリトン発生か複数ソリトン発生かを確定的にコントロールできる点が利点として挙げられる.


日時:8月2日(水) 10:45 (40分程度)
場所:14-213
発表者:渕田 美夏
タイトル:Polar Second-Harmonic Imaging to Resolve Pure and Mixed Crystal Phases along GaAs Nanowires
出典:Nano Lett. 16, 6290-6297 (2016)
著者:M. Timofeeva, A.Bouravlev, G.Cirlin, M.Reig Escale, A.Sergeyev & R.Grange
発表内容
GaAs等のⅢ-Ⅴ族化合物半導体ナノ細線は,フォトディテクターやレーザーやセンサー等への応用が期待されている.WZ型やZB型などの結晶構造を変えることでバンドギャップが制御できるため,作製されたデバイスの結晶構造を決定するための観察技術が必要となる.本研究では,第二次高調波発生の偏波依存性から強度分布をマッピングすることで結晶構造を決定した.この方法は従来の方法とは異なり,非破壊検査かつ常温・空気環境下で操作可能な観察方法である.


日時:7月20日(木) 12:15 (40分程度)
場所:14-216
発表者:藤井 瞬
タイトル:Microresonator-based solitons for massively parallel coherent optical communications
出典:Nature 546, 274-279 (2017)
著者:Pablo Marin-Palomo, Juned N. Kemal, Maxim Karpov, Arne Kordts, Joerg Pfeifle, Martin H. P. Pfeiffer, Philipp Trocha, Stefan Wolf, Victor Brasch, Miles H. Anderson, Ralf Rosenberger, Kovendhan Vijayan, Wolfgang Freude, Tobias J. Kippenberg & Christian Koos
発表内容
微小光共振器を用いて発生される光ソリトンは大規模な光コヒーレント通信にとって非常に有益である.連続光源から発生する低ノイズ,滑らかで広帯域なスペクトルをもつソリトンコムのそれぞれのキャリアに信号を変調することによって50テラビット毎秒を超える通信容量を達成した.また,ソリトンコムをコヒーレント受信に利用可能であることも実証した.本研究はWDMに使用されるCWレーザアレイをオンチップ微小光共振器に置き換える可能性を示すものである.


日時:7月14日(金) 12:15 (40分程度)
場所:14-613
発表者:久保田 啓寛
タイトル:Making waves in a photoactive polymer film
出典:Nature (2017)
著者:Anne Helene Gelebart, Dirk Jan Mulder, Michael Varga, Andrew Konya, Ghislaine Vantomme, E. W. Meijer, Robin L. B. Selinger & Dirk J. Broer
発表内容
外部刺激に応答して形を適合させる振動材料は,医学やロボット工学への新しい応用向けに関心が持たれている.例えば,液晶ネットワークは,光に対して応答するなど,刺激に誘発されてさまざまな形状に変形するようプログラムできる.液晶ポリマー膜にアゾベンゼン分子を組み込むことで膜に光応答性を持たせることが多いが,ほとんどの場合膜の曲げ応答のみが研究されており,光異性化後の緩和はかなり遅い.本研究では,シス体からトランス体への熱緩和が速いアゾベンゼン誘導体を液晶ネットワークに組み込むことによって,一定の光照射の下で連続的かつ巨視的で方向性のある力学的な波を示し,自己遮蔽によってフィードバックループを駆動する光活性ポリマー膜を作製したことを報告する.


日時:7月5日(水) 12:15 (40分程度)
場所:14-413
発表者:廣田 直弥
タイトル:Femtosecond optical polarization switching using a cadmium oxide-based perfect absorber
出典:Nature Photonics (2017)
著者:Yuanmu Yang, Kyle Kelley, Edward Sachet, Salvatore Campione, Ting S. Luk, Jon-Paul Maria, Michael B. Sinclair & Igal Brener
発表内容
光の偏光状態の超高速制御によって、光学、化学、生物学へのさまざまな応用が実現する可能性がある。しかし、偏光子や位相差板などの従来型の偏光素子は、静的であるか、スイッチング速度が遅くギガヘルツしかないかのいずれかである。今回我々は、ゲートウェイプラズモニック材料として高移動度インジウムドープ酸化カドミウム(CdO)を用いて、波長2.08 µmにおいて高Q値ベレマン型完全吸収体を実現している。サブバンドギャップ光ポンピングを行うと、CdOのアンサンブル平均有効電子質量が一時的に増大するため、完全吸収共鳴が強く赤方偏移する。これによって、1.0%から86.3%への p 偏光の絶対反射率変化が起こる。我々は、この極めて高い変調度と完全吸収体の偏光選択性を組み合わせることによって、800 fs以内にオンオフスイッチングできる偏光消光比91の反射偏光子を実験的に実証している。


日時:6月22日(火) 12:15 (40分程度)
場所:14-413
発表者:熊崎 基
タイトル:Deep learning with coherent nanophotonic circuits
出典:Nature Photonics (2017)
著者:Yichen Shen, Nicholas C. Harris, Scott Skirlo, Mihika Prabhu, Tom Baehr-Jones, Michael Hochberg, Xin Sun, Shijie Zhao, Hugo Larochelle, Dirk Englund & Marin Soljacic
発表内容
人工ニューラルネットワークによる機械学習を用いた音声や画像認識技術は近年高い性能を示して話題になっているが,既存の計算ハードウェアはニューラルネットワークに最適化されていないため効率的に計算を行うことができていない.本研究では新たなアーキテクチャに基づく全光ニューラルネットワークを提案し,プログラム制御できる光プロセッサを用いて実際に母音認識ができることを示した.


日時:6月16日(金) 12:20 (40分程度)
場所:14-219
発表者:岡村 拓
タイトル:Bioinspired fractal electrodes for solar energy storages
出典:Scientific Reports (2017)
著者:Litty V. Thekkekara & Min Gu
発表内容
太陽光エネルギーは化石エネルギーの代替として期待される自然エネルギーの代表格であり,貯蔵することによるウェアラブルデバイス等への応用が期待されている.近年ではレーザ加工によって作製されるグラフェン電極を利用したエネルギー貯蔵が研究されているが,従来のバッテリと比較すると十分な性能であるとは言えない.そこで,本研究ではエネルギーを効率よく貯蔵するシダ植物の葉の構造をグラフェン電極に施すことによって,先行研究の約30倍のエネルギー密度の貯蔵に成功した.


日時:6月7日(水) 12:20 (40分程度)
場所:14-313
発表者:堀 敦裕
タイトル:Synthesis of a carbon nanobelt
出典:Science (2017)
著者:Guillaume Povie, Yasutomo Segawa, Taishi Nishihara, Yuhei Miyauchi and Kenichiro Itami
発表内容
カーボンナノチューブには直径や炭素配列など無数の構造があり,構造の違いにより半導体特性や光応答性など性質が大きく異なる.ある特定の単一構造のカーボンナノチューブを合成する方法は以前から強く求められてきたが,現在の手法では様々な構造を持つカーボンナノチューブが同時に合成されてしまうため,混合物として得ることしかできず,混合物から単一構造のカーボンナノチューブを分離する方法も確立されていない.この課題を解決する上で,テンプレート分子から単一構造のカーボンナノチューブへ伸長させる方法が期待されているが,本研究ではそのテンプレート分子となるカーボンナノベルトの合成に初めて成功した.


日時:6月1日(木) 12:20 (40分程度)
場所:14-513
発表者:本多 祥大
タイトル:Dynamically unpolarized single-photon source in diamond with intrinsic randomness
出典:Scientific Reports 7 (2017)
著者:Naofumi Abe, Yasuyoshi Mitsumori, Mark Sadgrove & Keiichi Edamatsu
発表内容
偏光は光の重要な性質の1つであり,”静的(すべての偏光状態が等確率で起こること)”かつ”動的(時間的に隣り合う光子の偏光の間で相関が全くないこと)”な無偏光状態である単一光子源は光を用いた真性乱数発生器,量子暗号,および量子力学の基礎問題の検証に役立つことが期待される.今まで静的な無偏光状態の評価は行われてきたが,動的な無偏光状態の評価は行われてこなかった.そこで本研究では,動的な無偏光状態の評価方法を提案し,実際にダイヤモンド中に存在する窒素-空孔中心(NVセンター)を用いて発生した単一光子が静的かつ動的な無偏光状態であることを実証した.


日時:5月24日(水) 12:20 (40分程度)
場所:14-212
発表者:渕田 美夏
タイトル:Resolving 1 million sensing points in an optimized differential time-domain Brillouin sensor
出典:Opt. Lett. 42, 1903-1906 (2017)
著者:A. Dominguez-Lopez, M. A. Soto, S. Martin-Lopez, L. Thevenaz, and M. Gonzalez-Herraez
発表内容
ブリルアン効果を用いた分散型光ファイバセンサは,数10kmの長距離において数cm単位の空間分解能で歪みや温度の変化を検知することができ,ダムや橋などの大規模な構造物の老朽化状態を把握するなどの応用が期待されている.本研究では,ブリルアン光時間領域分析(BOTDA)におけるスイープ方法を通常とは異なる方法で行なうことによりポンプ光の劣化を抑え,測定時間20分未満で100万プロットを10kmに亘って1cm空間分解能でセンシングすることに成功した


日時:5月8日(月) 12:15 (40分程度)
場所:14-216
発表者:上岡 直隆
タイトル:Three-dimensional printing of transparent fused silica glass
出典:Nature 544, 337-339 (2017)
著者:Frederik Kotz , Karl Arnold , Werner Bauer , Dieter Schild, Nico Keller , Kai Sachsenheimer , Tobias M. Nargang , Christiane Richter , Dorothea Helmer & Bastian E. Rapp
発表内容
ガラスは、科学研究、産業界および社会で最も重要な高性能材料の1つとして使われているが,成形しにくいことでよく知られており、高温の溶融工程と鋳造工程や、有害化学物質の使用が必要である.そのため,ガラスには三次元(3D)印刷などの現代的な製造技術は適用できていない。今回、鋳造用ナノコンポジットを用いて、解像度が数十マイクロメートルの透明溶融シリカガラス部品を、ステレオリソグラフィー3Dプリンターで作り出した。この工程では、光硬化性シリカナノコンポジットを用い、このナノコンポジットを3D印刷し、熱処理によって高品質溶融シリカガラスに変化させる。印刷された溶融シリカガラスは、非多孔性で、市販の溶融シリカガラス同様の光透過性を示し、粗さ数ナノメートルの滑らかな表面を有する。また、金属塩を添加することによって、着色ガラスを作り出すことができる。


日時:12月26日(月) 12:15 (40分程度)
場所:14-211
発表者:堀 敦裕
タイトル:Ripplon laser through stimulated emission mediated by water waves
出典:Nature Photonics (2016)
著者:Samuel Kaminski, Leopoldo L. Martin, Shai Maayani and Tal Carmon
発表内容
リプロンレーザは,ラマンレーザやブリルアンレーザと異なり,光とキャピラリー波の間のエネルギー交換によって生じるレーザである.キャピラリー波は液体固有の波であり,表面張力を復元力として振動する.水中に光ピンセットでトラップしたオクタンの微小水滴をopto-capillary共振器として,光とキャピラリー波の相互作用を測定した.この結果から,基底状態に向けた室温でのopto-capillary coolingが期待される.


日時:12月19日(月) 12:15 (40分程度)
場所:14-211
発表者:藤井 瞬
タイトル:Tunable squeezing using coupled ring resonators on a silicon nitride chip
出典:Optics Letters *41*, 223-226 (2016)
著者:A. Dutt, S. Miller, K. Luke, J. Cardenas, A. L. Gaeta, P. Nussenzveig and M. Lipson
発表内容
マイクロヒータを内蔵した2つのシリコンナイトライドリング共振器を用いて発生したスクイーズド光レベルの連続的なチューニングを実現した.導波路との結合状態を変化させることによって0.9dB~3.9dBにわたるスクイーズドレベルの変化を観測した.これらの結果は適切なスクイーズドレベルが要求されるアプリケーションにおいて重要な役割を果たすと考えられる.


日時:12月15日(木) 12:15 (40分程度)
場所:11-14
発表者:廣田 直弥
タイトル:Nonlinear spin control by terahertz-driven anisotropy fields
出典:Nature Photonics 10, 715–718(2016)
著者:S. Baierl, M. Hohenleutner, T. Kampfrath, A. K. Zvezdin, A. V. Kimel, R. Huber and R. V. Mikhaylovskiy
発表内容
超高速データ記録、量子計算、スピントロニクスなどの将来の情報技術には、光によるかつてない速さのスピン制御が必要になる。強力なテラヘルツパルスは、磁気励起に固有のエネルギースケールでスピンと結合できる。今回我々は、テラヘルツ磁場との線形ゼーマン結合よりもはるかに強い、電気双極子が媒介する非線形テラヘルツ–スピン結合の新たな機構を調べている。我々は、典型的な反強磁性体ツリウムオルソフェライト(TmFeO 3 )を使って、電子軌道遷移をテラヘルツ共鳴励起すると、規則正しいFe 3+ スピンの磁気異方性が変調され、振幅の大きなコヒーレントスピン振動が生じることを実証している。この機構は、本質的に非線形であり、テラヘルツ波形のスペクトル成形によって調節でき、効率はゼーマントルクを1桁上回る。全ての遷移金属酸化物では軌道状態が磁気異方性を支配するため、今回実証した制御方式は多くの磁気材料に適用できると予想される。


日時:12月5日(月) 12:15 (40分程度)
場所:11-12
発表者:大岡 勇太
タイトル:Optomechanical oscillator pumped and probed by optically two isolated photonic crystal cavity systems
出典:Optics Express 24, 28039-28055 (2016)
著者:F. Tian, H. Sumikura, E. Kuramochi, H. Taniyama, M. Takiguchi and M. Notomi
発表内容
1次元フォトニック結晶共振器2つを平行に並べたペアを、ポンプ光とプローブ光それぞれに対して1ペアずつ用意し、それぞれがメカニクスの振動を介して影響しあう構造を作製した。この構造の利点は、ポンプ光とプローブ光の光路が異なるということである。実験結果から観測されたオプトメカニクスの振動周波数は、FEMを用いた計算結果とよく一致している。また、ポンプ光によってプローブ光に対応するフォトニック結晶共振器の透過スペクトルをダイナミックに変化させる実験結果も得ており、発振器への応用も期待される。


日時:11月28日(月) 12:15 (40分程度)
場所:DR6 (14-216)
発表者:大岡 勇太
タイトル:Dispersive-wave-based octave-spanning supercontinuum generation in InGaP membrane waveguides on a silicon substrate
出典:Optics Letters 40, 3584-3587 (2015)
著者:U. D. Dave, C. Ciret, S-P Gorza, S. Combrie, A. D. Rossi, F. Raineri, G. Roelkens and B. Kuyken
発表内容
シリコン基板上に作製したInGaP導波路を用いて,中心が1550 nmの1オクターブに広がるスーパーコンティニウムを実現した.従来研究よりも,低消費パワー・小面積,で実現できているという利点は,発生したスペクトルのコヒーレンスを高く保つことができるという点にも寄与している.


日時:11月24日(木) 12:15 (40分程度)
場所:12-202B
発表者:岡部 悠介
タイトル:Electromagnetically induced transparency-like effect in microring-Bragg gratings based coupling resonant system
出典:Optics express 24, 25665-25675 (2016)
著者:Z. Zhang, G. Ng, T. Hu, H. Qiu, X. Guo, M. Rouifed, C. Liu, and H. Wang
発表内容
オールパス-マイクロリング-ブラッグ格子ベースでEITのような透過特性を示す結合共振システムを提案・実証した.「マイクロリング共振器」と「2セクションのブラッグ格子で構成されたファブリーペロー共振器」の光導波路間での結合はEITのようなスペクトルを引き起こす.このシステムはマイクロリング共振器とバス導波路のシンプルな構成であり,製作誤差にも強いメリットがある.結果ではExtinction rate(ER)が12 dB,FWHMが0.077,Q値が20200となり,シミュレーションとよく一致した.


日時:11月16日(水) 12:15 (40分程度)
場所:電子工学科会議室(25棟4階)
発表者:藤井 瞬
タイトル:Bloch oscillation and unidirectional translation of frequency in a dynamically modulated ring resonator
出典:Optica 3, 9, 1014-1018 (2016)
著者:Luqi Yuan and Shanhui Fan
発表内容
光周波数の変換,コントロールは多くのアプリケーションにとって非常に重要な技術となる.本研究では動的に変調されたリング共振器を用いてブロッホ振動を介した周波数変換が可能であることを実証した.さらに周期的に変調を加えることで単一方向への周波数変換が可能であることも明らかにした.これらの結果は動的共振器システムを用いた光周波数操作の可能性を示すものとなる.


日時:11月11日(金) 12:15 (40分程度)
場所:11-14
発表者:糸部 大貴
タイトル:Integrated optomechanical single-photon frequency shifter
出典:Nature Photonics 11, 697-698 (2016)
著者:Linran Fan, Chang-Ling Zou, Menno Poot, Risheng Cheng, Xiang Guo, Xu Han and Hong X. Tang
発表内容
単一フォトンの周波数制御技術は量子通信には必要不可欠であるが,従来の非線形光学効果を利用した方式ではノイズや帯域幅などに問題があり実用化は困難であった.本論文では,オプトメカニクスを原理とした単一フォトン周波数シフタを作製し,ノイズを付加しない150 GHzまでの変調を限りなく1に近い変換効率で行えることを実証した.


日時:10月28日(金) 12:15 (40分程度)
場所:14-216
発表者:長野拓真
タイトル:Quantum teleportation with independent sources and prior entanglement distribution over a network
出典:Nature Photonics 10, 671-675 (2016)
著者:Qi-Chao Sun, Ya-Li Mao, Si-Jing Chen, Wei Zhang, Yang-Fan Jiang, Yan-Bao Zhang, Wei-Jun Zhang, Shigehito Miki, Taro Yamashita, Hirotaka Terai, Xiao Jiang, Teng-Yun Chen, Li-Xing You, Xian-Feng Chen, Zhen Wang, Jing-Yun Fan, Qiang Zhang & Jian-Wei Pan
発表内容
量子テレポーテーションによって、ネットワーク中の遠隔ノード間で量子状態が忠実に転送され、革新的な情報処理応用が可能になる。これを動機付けとして、膨大な研究活動が行われてきた。しかしこれまで、独立した量子光源、ベル状態測定(BSM)前のエンタングルメント配送、フィードフォワード操作を同時に用いた量子テレポーテーション実験は、実験室環境でも実現されていない。今回我々は、この難題に取り組み、12.5 kmの区域に配置された30 kmの光ファイバー量子ネットワークの構築について報告する。このネットワークは、能動的安定化法によって実世界の雑音に対してロバストであるため、同時に全ての要素を満たす量子テレポーテーションが実現可能になる。量子状態測定およびプロセストモグラフィー測定と、独立した統計的仮説検定の両方によって、このネットワーク上での量子テレポーテーションの量子的性質が確認されている。今回の実験は、実世界における地球規模の「量子インターネット」の実現に向けて重要な一歩となる。


日時:10月17日(月) 12:15 (40分程度)
場所:11-23
発表者:堀 敦裕
タイトル:Designing whispering gallery modes via transformation optic
出典:Nature Photonics (2016)
著者:Yushin Kim, Soo-Young Lee, Jung-Wan Ryu, Inbo Kim, Jae-Hyung Han, Heung-Sik Tae, Muhan Choi and Bumki Min
発表内容
whispering gallery modeはその回転対称性のために指向性光源としての応用が難しい.回転対称性を破るために共振器の形状を変形させるといった手法が提案されてきたが,これらは共振器のQ値が大きく減少してしまうという欠点があった.本論文では変換光学を用いてwhispering gallery modeのモード特性を自在に調節し,Q値を保ったまま指向性発光を実現する手法を示す.


日時:10月4日(火) 12:15 (40分程度)
場所:DR3(14-213)
発表者:糸部 大貴
タイトル:Locally deformed-ring hybrid microlasers exhibiting stable unidirectional emission from a Si waveguide
出典:Optics Letters 41, 17 (2016)
著者:S. -S. Sui, Y. -Z. Huang, M. -Y. Tang, H. -Z. Weng, Y. -D. Yang, J. -L. Xiao, and Y. Du
発表内容
リング型レーザは時計回り(CW)のモードと反時計回り(CCW)のモードを持つため,強度が不安定なレーザ光がシリコン導波路の両方向へと出力されるという問題があった.本論文では,リング型レーザを局所的に変形させた構造を採用することでCWとCCWの比率が操作可能であることを計算で示し,実際に作製したリング型レーザを用いた実験を通して,強度が安定したレーザ光をシリコン導波路の一方向のみから得られることを実証した.


日時:9月27日(火) 12:15 (40分程度)
場所:11-14
発表者:小林 美紗子
タイトル:Lasing in blood
出典:Optica 3, 809-815 (2016)
著者:Y. C. Chen, Q. Chen, and X. Fan
発表内容
近年光流体力学は生体分析において重要な手法となりつつある.特に光流体力学を用いたレーザは蛍光を用いたレーザに比べて感度やイメージング解像度におい て非常に勝っているとされているが,あまり研究が進んでいない分野でもある.本研究では,インドシアニングリーンという近赤外染料を用いて人間の 血液中における主な成分を用いたレージングを行った.さらに,インドシアニングリーンを用いて初めて人間の血液でのレージングを行った.


日時:9月14日(水) 10:30 (40分程度)
場所:14棟216番教室
発表者:廣田直弥
タイトル:Two-photon direct laser writing of ultracompact multi-lens objectives
出典:Nature Photonics 10, 554–560 (2016)
著者:T. Gissibl, S. Thiele, A. Herkommer and H. Giessen
発表内容
現行のレンズ製造工程では,レンズの大きさと形状が限られるため,光学性能に制限がある.高い光学性能と収差補正を実現するには,非球面形状のマルチレン ズ素子が必要である.Timo Gissiblたちは,フェムト秒レーザーによる直接書き込みシステムを用いて,およそ0.1 mmの大きさのマルチレンズシステムを3D印刷した.マルチレンズシステムは容器状支持体の中で複数のシングレットレンズ(単レンズ)を組み合わせて複合レンズにした構造であり,1秒間に数センチメートルの速さで印刷される.


日時:9月9日(金) 10:30 (40分程度)
場所:11棟12番教室
発表者:岡部 悠介
タイトル:Realization of a timescale with an accurate optical lattice clock
出典:Optica 3, 563-569 (2016)
著者:C. Grebing, A. Masoudi, S. Dorscher, S. Hafner, V. Gerginov, S. Weyers, B. Lipphardt, F. Riehle, U. Sterr, and C. Lisdat
発表内容
光時計は重要な基礎研究の強力なツールであるだけでなく,セシウム原子時計よりも正確性と安定性が1桁以上良いことから,SI単位「秒」の再定義に用いられることも考えられている.しかしこの移行の重要な障害は光時計の信頼性の低さであり,それがタイムスケールの連続的な実現を非現実的にしている.今回,私たちはこの状況をどのように解決するかを示し,セシウム原子泉時計を上回る光時計のタイムスケールが確立できることを示す.


日時:7月19日(火) 12:15 (40分程度)
場所:14-212(DR2)
発表者:藤井 瞬
タイトル:Mid-infrared laser filaments in air at a kilohertz repetition rate
出典:Optica 3, 7, 678 (2016)
著者:H. Liang, D. L. Weerawarne, P. Krogen, R. I. Grynko, C.-J. Lai, B. Shim, F, X. Kartner, and K.-H. Hong
発表内容
レーザーフィラメントは高強度レーザーによるカー効果の収束とプラズマ発生による発散の2つの効果が平衡することにより生じる安定状態である.本研究ではkHzの繰り返しでのレーザーフィラメントを中赤外帯において初めて実証した.
さらに中赤外帯におけるフィラメントは様々な化学物質のセンシングに有用となると考えられており,大気中のCO2の吸収分光を確認したためそれらに関しても報告する.


日時:7月4日(月) 12:15 (40分程度)
場所:14-216(DR6)
発表者:小林美紗子
タイトル:Sensitive X-ray detectors made of methylammonium lead tribromide perovskite single crystals
出典:Nature Photon. 10, 333-339 (2016)
著者:H. Wei, Y. Fang, P. Mulligan, W. Chuirazzi, H. Fang, C. Wang, B. R. Ecker, Y. Gao, M. A. Loi, L. Cao and J. Huang
発表内容
メチルアンモニウム臭化鉛(MAPbBr3)ペロブスカイト単結晶を用いたX線検出器を初めて作製した.検出可能な最低X線量は0.5 µGy air s -1 であり,非常に高感度なX線検出器として知られているα-Se X線検出器より4倍高い感度が得られるなど非常に高感度な結果が得られた.この結果は医療や保安検査において役に立つと考えられる.当日は作製における工夫を中心に述べる予定である.


日時:6月27日(月) 12:15 (40分程度)
場所:DR6(12-216)
発表者:岡部悠介
タイトル:Optical real-time Fourier transformation with kilohertz resolutions
出典:Optica 3, 1-8(2016)
著者:H. Chatellus, L. Courtes, and J. Azana
発表内容
信号のリアルタイムフーリエ変換(RTFT)は従来のデジタル信号処理エンジンの限界を超える速さでフーリエ解析を可能にする基本的な概念である.光学分野でRTFTは通例,時間領域に沿った信号の周波数スペクトルをマッピングすることが大事とされる,大量の群速度分散を励起を行うときに用いられる.しかしこの手法の光学周波数分解能は通常ギガヘルツ以上に制限され,リアルタイム分光や超高速検知・イメージング・センシング,そして特に光学援助RF信号発生・プロッセッシングといったアプリケーションの妨げになっている.私たちは新しいRTFTのコンセプトを周波数シフトフィードバックレーザを用いて実験的に行い,周波数分解能はおよそ30kHzかつ時間帯域幅積は400を超す結果を達成した.


日時:6月22日(水) 12:15 (40分程度)
場所:12-210
発表者:廣田 直弥
タイトル:Laser filamentation induced bubbles and their motion in water
出典:Optics Express (2016)
著者:Fengjiang Liu, Shuai Yuan, Zhong Zuo, Wenxue Li, Liang’en Ding and Heping Zeng
発表内容
フェムト秒レーザを用いた水中におけるフィラメンテーションにより生成される泡には,微小流路スイッチ,細胞の仕分けといった応用が期待されている.本研究ではフィラメンテーションにより生成される泡の動きを顕微鏡にて直接観察し,生成される泡がフィラメンテーションにより生まれる水の流れに沿って動くことを観察した.また,泡の移動方向とレーザーの伝搬方向とのなす角度はフィラメントとの距離によって変化し,フィラメンテーションにより生じる水中の対流のプロセスについて明らかにした.


日時:6月13日(月) 12:15 (40分程度)
場所:DR2(14-212)
発表者:堀 敦裕
タイトル:Coherent coupling between radiofrequency, optical and acoustic waves in piezo-optomechanical circuits
出典:Nature Photonics (2016)
著者:Krishna C. Balram, Marcelo I. Davanco, Jin Dong Song and Kartik Srinivasan
発表内容
波長1550nmの光と周波数2.4GHzのフォノンを保持するオプトメカニカル共振器を、フォトニック導波路およびフォノニック導波路と組み合わせた新たなプラットフォームを開発した.RF波と光波を用いてメカニカルモードを励起,または読み出しすることによって,光領域とRF領域,メカニカル領域間でコヒーレントな信号を変換できることを実証した.


日時:5月30日(月) 12:15 (40分程度)
場所:DR-7(14-217)
発表者:長野拓真
タイトル:Resolving the build-up of femtosecond mode-locking with single-shot spectroscopy at 90 MHz frame rate
出典:Nature Photonics 10, 321–326 (2016)
著者:G. Herink, B. Jalali, C. Ropers & D. R. Solli
発表内容
アト秒時間領域分光法から周波数コムによる計測まで、これまでに行われた最も精密な測定の中には、モードロックレーザーによって可能になったものがある。しかし、そうした極端な精度には、基礎となるモードロッキング・ダイナミクスの複雑さが隠れている。この複雑さは、本質的に特異な非反復的遷移であるモードロック状態の出現において特に顕著である。モードロッキングの詳細の多くは十分理解されているが、従来の分光法では、単一パルス周期というナノ秒の自然な時間スケールで、受動的モードロッキングにおける初期のダイナミクスを分解できない。今回我々は、フェムト秒パルス列のパルス分解スペクトル発展を初期の揺らぎから捉え、連続して約90万周期にわたって記録している。我々は、広帯域スペクトルの出現、付随する波長シフト、補助パルスモードロッキングとして表される過渡的干渉ダイナミクスなど、数十から数千往復の時間スケールで臨界現象を直接観測している。今回の結果は、時間伸張変換によって可能になったものであり、レーザー設計、超高速診断法、非線形光学に影響を及ぼす可能性がある。


日時:5月25日(水) 12:15 (40分程度)
場所:DR6
発表者:大岡 勇太
タイトル:Optomechanically induced stochastic resonance and chaos transfer between optical fields
出典:Nature Photonics (2016)
著者:Faraz Monifi, Jing Zhang, Şahin Kaya Özdemir, Bo Peng ,Yu-xi Liu ,Fang Bo, Franco Nori and Lan Yang
発表内容
非線形に結合しているオプトメカニクスが生み出すカオスについて調査した.大きく2つの点が調査によって明らかになった.1点目はカオス状態がメカニカルな経路によって転送されることで,2点目はカオス状態がある方がSN比を向上させることができるということである.当日は,本研究で利用したものがstochastic resonanceという分類に当てはまることについて詳細に説明する.


日時:12月14日(月) 12:15 (40分程度)
場所:DR6
発表者:長野 拓真
タイトル:Non-polarizing broadband multilayer reflectors in fish
出典:Nature Photonics 6, 759–763 (2012)
著者:T. M. Jordan, J. C. Partridge & N. W. Roberts
発表内容
非偏光性の誘電体多層反射器は重要な光学デバイスであり、光ファイバーや誘電体導波路、発光ダイオードに数多くの用途がある。今回我々は、3種の魚の広帯域グアニン-細胞質「銀色」多層反射体に見られる生物学的な非偏光光学機構の解析結果について報告する。それらの魚の銀色の皮下層には2種類の複屈折グアニン結晶が存在し、片方は光軸が結晶の長軸に対して平行であり、もう片方は光軸が結晶面に対して垂直である。それぞれの界面のブリュースター角が違うため、こうした配置によって反射の偏光が相殺される。これらの魚における反射機構は、反射体の低屈折率層と外部環境との屈折率差がないという重要な点で、既存の非偏光ミラー設計とは異なっている。この機構であれば、容易に製造できるうえ人工光学デバイスに利用できる可能性がある。


日時:12月8日(火) 12:15 (40分程度)
場所:11-15
発表者:小林 美紗子
タイトル:Size dependent nanomechanics of coil spring shaped polymer
nanowires
出典:Scientific Reports *5*, 17152 (2015)
著者:S. Ushiba, K. Masui, N. Taguchi, T. Hamano, S. Kawata & S. Shoji
発表内容
2光子吸収加工法によるレーザ微細加工は近年進歩した技術の一つで
あるが,作製したものの評価を行った例は多くなく,研究・実用にはあ まり
至っていない.本研究では2光子吸収加工法により直径数百nmのPMMAの高分子細
線からなる小さいバネ構造を作製し,そのバネ構造が一般的 のバネと同様のし
ぐさを示すのか否かということの評価を様々な観点から行った.


日時:11月30日(月) 12:15 (40分程度)
場所:DR6
発表者:糸部 大貴
タイトル:Hybrid graphene plasmonic waveguide modulators
出典:Nature Communication 6, 8846 (2015)
著者:D. Ansell, I.P. Radko, Z. Han, F.J. Rodriguez, S.I. Bozhevolnyi,and A.N. Grigorenko
発表内容
本論文では,グラフェンとプラズモンを組み合わせた光変調器を作製
し,その特性を評価した.光よりもグラフェンとの相互作用が高いプラ ズモン
を介した変調方法を採用したことに加え,相互作用がより高くなるような導波路
構造を用いることで,0.03 dB μm^-1を超える変調の深さをわずか10μm^2の面積
で実現した.これは従来のシリコンを用いた光変調器に匹敵する性能を持ちなが
らも,より小型かつ 集積性が高いため,将来の光通信において重要な役割を担
うことが期待出来る.


日時:11月24日(火) 12:15 (40分程度)
場所:DR7
発表者:中川 陽介
タイトル:Frequency-division multiplexing in the terahertz range using a leaky-wave antenna
出典:Nat. Photon. 9, 717 (2015)
著者:Nicholas J. Karl, Robert W. McKinney, Yasuaki Monnai, Rajind Mendis and Daniel M. Mittleman
発表内容
自由空間無線信号用の搬送波として0.1~1.0THz領域の電磁波の利用が考えられているが,
テラヘルツ信号の多重化などが問題とされている.
本研究では金属の平行平板導波路を利用したアンテナを使用し1オクターブ以上の帯域での周波数多重化を実証したことを報告する.


日時:11月18日(水) 12:15 (40分程度)
場所:DR2
発表者:小畠 知也
タイトル:Enhanced optical trapping via structured scattering
出典:Nat. Photon. 9, 669 (2015)
著者:M. Taylor, M. Waleed, A. Stilgoe, H. Dunlop and W. Bowen
発表内容
細胞操作,流体力学,マイクロロボティクスなどの応用を目指して光ピンセットに関する研究が盛んに行われているが,主に用いられているガウシアン状のビームでは大きな粒子を捕らえることが難しいとされていた.これに対して, 入射ビームの位相パターンを操作するだけで粒子をトラップする力を上昇させる手法(ENTRAPS)を提案し,実際に実験で一桁以上の向上を観測したことを報告する.


日時:11月13日(金) 12:15 (40分程度)
場所:DR6
発表者:岡部 悠介
タイトル:Inverse four-wave mixing and self-parametric amplification in optical fibre
出典:Nat. Photon. 9, 608–614 (2015)
著者:Sergei K. Turitsyn, Anastasia E. Bednyakova, Mikhail P. Fedoruk, Serguei B. Papernyi and Wallace R. L. Clements
発表内容
光ファイバーにおける非線形過程で重要なものに屈折率の強度依存性に起因する四波混合がある.今回私たちは正常分散ファイバーにおいて光学スペクトルが狭帯域化するため,独特なスペクトル分布で非常に安定な伝搬が実現するという新しい非線形自己作用効果,すなわち自己パラメトリック増幅について報告する,スペクトルの狭帯域化は逆四波混合に起因しており,スペクトルテールからのエネルギー移動によるスペクトル中央部の効果的なパラメトリック増幅に似ている.自己パラメトリック増幅と観測されたランダムな時間波形を持つ安定な非線形スペクトル伝搬は,光通信や非線形共振器内ダイナミクスを示す高出力ファイバーレーザーに応用できる.


日時:11月5日(木) 12:15(40分程度)
場所:DR2
発表者:大岡 勇太
タイトル:Polymer waveguides for electro-optical integration in data centers and high-performance computers
出典:Optics Express 23, 4736-4750 (2015)
著者:Roger Dangel, Jens Hofrichter, Folkert Horst, Daniel Jubin, Antonio La Porta, Norbert Meier, Ibrahim Murat Soganci, Jonas Weiss, and Bert Jan Offrein
発表内容
データセンターやコンピュータ内でのデータ通信量が増大する今日,広帯域かつスループットの大きい伝送路が必要とされている.この論文では,従来のCMOS電気回路基板上に作製可能な光ポリマー導波路を実現している.これにより,光ファイバはボード端からのin/outputのみで使用されていたが,チップ間にも光伝送路が組み込めるようになった.


日時:10月30日(金) 12:15(40分程度)
場所:DS43
発表者:中川 陽介
タイトル:Filterless narrowbond photodetectors
出典:Nature Photonics, 9, 687-694, (2015)
著者:Qianqian Lin, Ardalan Armin, Paul L. Burn and Paul Meredith.
発表内容
色の識別には狭線幅スペクトル応答が必要であるが,現行システムでは広帯域フォトダイオードと光フィルターが併用されており,構造が複雑になる上,カラーセンシングの質が制限されるなどの課題が生じてしまう.
本論文ではスペクトル応答を調節してフィルターレス狭帯域フォトダイオードを実現ずる方法を報告している.
ペロブスカイト単結晶を用いており,10月16日に玉木が紹介した論文と同じ分野の研究となっているため,性能の違いも含めた発表を行う.


日時:10月19日(月) 12:15 (40分程度)
場所:DR6
発表者:陣内 哲倫
タイトル:Integrated all-photonic non-volatile,multi-level memory
出典:Nature Photonics (Advance online publication)
著者:Carlos Ríos, Matthias Stegmaier, Peiman Hosseini, Di Wang, Torsten Scherer, C. David Wright, Harish Bhaskaran and Wolfram H. P. Pernice.
発表内容
全光信号処理の実現に不可欠である不揮発性全光メモリに対するニーズが現在ますます増えている.本研究では,結晶状態とアモルファス状態の間で光学的な性質が違う物質,Ge2Sb2Te5(GST)を用いた不揮発性全光メモリを設計した.書き込み用のパルス光をGSTを付加した導波路部分に導波させることで結晶状態とアモルファス状態間を遷移させることができ,読み取り用のパルス光を同じく導波した場合,その透過率を著しく変化させることができた.本デバイスは室温での駆動は勿論のことながら,繰り返し利用も可能であり,また3ヶ月以上のデータ保存も可能である.


日時:10月16日(金) 12:15 (40分程度)
発表者:玉木 翔
タイトル:Highly narrowband perovskite single-crystal photodetectors enabled by surface-charge recombination
出典:Nature Photonics,9,679-686,2015
著者:Yanjun Fang, Qingfeng Dong, Yuchuan Shao, Yongbo Yuan and Jinsong Huang.
発表内容
三ハロゲン化有機鉛ペロブスカイトは溶液プロセスでバンドギャップの調製と作製ができ、安価であることから新しい電子デバイス材料として注目を浴びている。本論文では半値全幅が20 nmの非常に狭いスペクトル応答を示すペロブスカイト単結晶光検出器について報告する。この非常に狭いスペクトル感度は表面電荷再結合によって説明することができ、ノイズの影響を抑えたいセンシングやイメージング等のあらゆる分野での応用が期待される。


日時:10月6日(火) 12:15 (40分程度)
場所:11-15
発表者:小畠 知也
タイトル:Mode-locked dark pulse Kerr combs in normal-dispersion microresonators
出典:Nature Photonics 9, 594-600 (2015)
著者:Xiaoxiao Xue, Yi Xuan, Yang Liu, Pei-Hsun Wang, Steven Chen, Jian Wang, Dan E. Leaird, Minghao Qi and Andrew M. Weiner
発表内容
正常分散領域においてモード間相互作用を利用することで光カーコムを発生させ,それをモードロックすることに成功した.さらにそのスペクトルと時間波形を測定し,ダークパルスが生成されていることを確認した.正常分散領域でモードロックができれば,たとえば材料分散の大きい可視帯で共振器のデザインに自由度が生まれ,更なるコムの広帯域化に結びつくと考えられる.


日時:9月15日(火) 13:45 (40分程度)
場所:DR2
発表者:糸部 大貴
タイトル:Deterministic photon-emitter coupling in chiral photonic circuits
出典:Nature Nanotechnology 10, 775-779 (2015)
著者:Immo Sollner, Sahand Mahmoodian, Sofie Lindskov Hansen, Leonardo Midolo, Alisa Javadi, Gabija Kirsanske, Tommaso Pregnolato, Haitham El-Ella, Eun Hye Lee, Jin Dong Song, Soren Stobbe and Peter Lodahl
発表内容
本論文では,量子ドットと非対称なフォトニック構造によって構成されるキラルフォトニック回路によって,オンチップな非対称フォトニック素子が実現可能となることを示す.
このような素子は光子の通行方向という点において非対称性を持つため,単一光子ダイオードに応用出来るほか,さらには単一光子トランジスタ,確定的量子ゲートを構成する重要な要素となりうる.


日時:9月15日(火) 13:45 (45分程度)
場所:DR2
発表者:長野 拓真
タイトル:Intracellular microlasers
出典:Nature Photonics 9, 572–576 (2015)
著者:Matjaž Humar, Seok Hyun Yun
発表内容
微小な共振器内に光を閉じ込める光マイクロ共振器は、レーザーや非線形デバイスの実現から生化学センシングやオプトメカニカルセンシングまで、さまざ まな用途に広く活用されている。今回我々は、生体細胞の内部でマイクロ共振器と適切な光学利得材料を用いて、レーザー発振などのさまざまな光学的機能を生 体外で実証している。我々は、ウィスパリングギャラリーモードを利用するソフトタイプとハードタイプの2種類のマイクロ共振器を検討している。油滴を注入 して形成したソフト液滴や天然脂質滴を利用して形成したソフト液滴によって、細胞内でのレーザー動作が実現された。油滴マイクロレーザーのレーザースペク トルによって、細胞質の内部応力(約500 pN/μm^2 )とその動的変動が図示され、感度は20 pN/μm^2(20 Pa)であった。もう1つのハードタイプでは、貪食されたさまざまな大きさのポリスチレンビーズ内のウィスパリングギャラリーモードを利用して、容易に数 千個の細胞を個別にタグ付けでき、原理的にはさまざまな色素で多重化することによって、さらに多くの細胞へのタグ付けが可能になる。


日時:9月7日(月) 12:00 (40分程度)
場所:未定(当日連絡いたします)
発表者:小林 美紗子
タイトル:Waveguide-coupled micro-ball lens array suitable for mass fabrication
出典:Optics Express 23, 22414 (2015)
著者:L. Chang, M. Dijkstra, N. Ismail, M. Pollnau, R. M. de Ridder, K. Worhoff, V. Subramaniam, and J. S. Kanger
発表内容
光の広がり角を小さくするために,フォトリソグラフィーとリフローを用いて微小なレンズと導波路をチップ上に集積する構造を検討・作製し,その光学的評価を行った.その結果,一般的な導波路の広がり角が12.4°であるのに対し今回作製したものは1.85°とかなり改善された.また,従来の研究でもレンズと導波路を用いて広がり角を減らすものはあったが,本研究の方法ではSiON 導波路以外でも作製ができるという点も大きな利点である.


日時:9月1日(火) 13:00 (40分程度)
場所:14-212
発表者:大岡 勇太
タイトル:Reconfigurable radio-frequency arbitrary waveforms synthesized in a silicon photonic chip
出典:Nature Communications 6, 1-8 (2015)
著者:Jian Wang, Hao Shen, Li Fan, Rui Wu, Ben Niu, Leo T. Varghese, Yi
Xuan, Daniel E. Leaird, Xi Wang, Fuwan Gan, Andrew M. Weiner & Minghao Qi
発表内容
シリコンフォトニクスの技術を用いて,50 GHzの信号を出力できるRF信号発生器を実現しました.8つのマイクロリングを任意にチューニングすることで,π位相シフトや,振幅変調も可能です.パルス整形のため従来ならば数kmの分散補償ファイバを用いなければなりませんでしたが,本研究ではそれをオンチップで実現している点も優れている点です.


日時:8月20日(木) 12:15 (40分程度)
場所:DR2
発表者:岡部 悠介
タイトル:On-chip mode-division multiplexing switch
出典:Optica 6, 530-534 (2015)
著者:B. Stern, X. Zhu, C. Chen, L. Tzuang, J. Cardenas, K. Bergman, M. Lipson
発表内容
フォトニックチップ上に集積したシングル・マルチモード導波路を用いてモード多重・波長多重伝送の1×2 スイッチングを示す.このスイッチは10 Gb/sのデータを個別に伝送した時には10^-9以下のBERで1.4 dB未満のパワーペナルティを示す.同時に伝送したときには2.4 dB未満の追加パワーペナルティとなった.


日時:8月5日(水) 12:15 (40分程度)
場所:DR2
発表者:中川 陽介
タイトル:Room-temperature lasing in a single nanowire with quantum dots
出典:Nature Photonics, Vol.9, 501-505 (2015)
著者:Jun Tatebayashi and et al.
発表内容
ナノワイヤレーザは従来の半導体と同様の発振原理であるが,1万分の1の体積での
レーザ発振など次世代半導体技術として期待されている.これまでのナノワイヤレーザではバルク材料の
光利得を用いてきたが,本研究では量子ドットを活性層にもつナノワイヤレーザを作製し,室温でのレーザ発振を実現した.


日時:7月30日(木) 13:00 (40分程度)
場所:DR8
発表者:陳 哲倫
タイトル:Dark state lasers
出典:Optics Letters, Vol.39, No.14 (2014)
著者:Cale M. Gentry and Milos A. Popovic
発表内容
Vernier effectにより異なるFSRを持つ二つの共振器の干渉を利用することで,FSRのわずかな変化でも干渉フリンジのピークを1チャンネル分シフトすることが可能であり,また励起するモードを制限することができる.しかしながら従来法では二つの共振器が結合することにより共振周波数がスプリットする.
そこで本研究では,二つのリング型共振器を導波路で間接的に結合させることで,共振周波数はスプリットせず,共振器内部の位相状態(共振周波数の虚数部)がスプリットする系を提案した.スプリットした状態の内,Dark stateと呼ばれる状態でレーザ発振を行うことにより,従来のVernier effectと同じ効果が期待できるとともに,共振周波数がスプリットしないことが本論文では述べられている.


日時:7月21日(火) 12:15 (40分程度)
場所:DS53
発表者:玉木 翔
タイトル:Visible-frequency hyperbolic metasurface
出典:Nature, 522, 192-196、 (2015)
著者:Mikhail D. Lukin, Hongkun Park and et al.
発表内容
メタマテリアルは負の屈折率を示す事など自然界に存在する物質では有り得ない性質を示す為新たな光学デバイスとして注目される物質である。しかし3次元構造では伝搬損失が大きい為,Hyperbolic metasurfaceとよばれる2次元構造のメタマテリアルが研究されている。今回はHyperbolic metasurfaceを用いた可視光帯のプラズモン伝搬について特異な性質・振る舞いを紹介する。


日時:7月13日(月) 12:15 (40分程度)
場所:DR6
発表者:小畠 知也
タイトル:Controllable spatiotemporal nonlinear effects in multimode fibres
出典:Nature Photonics 9, 306-310 (2015)
著者:L. Wright, D. Christodoulides and F. Wise
発表内容
シングルモードファイバーに関する技術研究が盛んに行われている一方で、マルチモードファイバーでおきる複雑な非線形現象に関する研究、とくに実験はあまり行われていなかった。本研究ではマルチモードファイバーに対してパルスの入力条件を空間的に変化させることで、さまざまな非線形現象をコントロールできることを実験的に示した。


日時:6月30日(火) 12:15 (40分程度)
場所:DS53
発表者:小林 美紗子
タイトル: High-rate measurement-device-independent quantum cryptography
出典:Nature Photonics *9*, 397-402 (2015).
S. Pirandola, C. Ottaviani, G. Spedalieri, C. Weedbrook, S. L. Braunstein, S. Lloyd, T. Gehring, C. S. Jacobsen & U. L. Andersen
発表内容:
量子暗号通信の実用化に向けて,現在は安全でスケーラビリティのある量子ネットワークを作ることが課題となっている.この課題に対しての1つの解決策が測定装置無依存性の導入であり,このプロトコルにより長距離鍵配送は可能になったものの,鍵レートが低いという問題がある.本論文では連続変数系を用いることでこの問題が解決できることを理論・実験の両面で示し,現在達成されているものより3桁高い鍵レートを得ることに成功した.


日時:6月18日(木) 12:15 (40分程度)
場所:DR6
発表者:長野 拓真
タイトル: Frequency combs and platicons in optical microresonators with normal GVD
出典:Opt. Express 23, 7713-7721 (2015).
V.E. Lobanov, G. Lihachev, T. J. Kippenberg, and M.L. Gorodetsky
発表内容:
本論文では,微小共振器内の正常分散による平らなピークをもつ散逸ソリトン,プラチコンの存在を予測している.cw励起光からプラチコンを生成する方法を述べ,その持続性がデチューニングによって大きく左右される可能性を示唆する.Lugiato-Lefever方程式によるダークソリトンの離散エネルギースペクトラムが,プラチコンの準連続スペクトラムに変換されることを論証する.また,位相・振幅変調された励起光によって,あるいはレーザ入射を固定することによっても,似た構造を生成することができる.


日時:6月11日(木) 12:15 (40分程度)
場所:DS33
発表者:糸部 大貴
タイトル: Compact wavelength add-drop multiplexers using Bragg gratings in coupled dielectric-loaded plasmonic waveguides
出典:Opt. Lett. Vol.40, No.20 (2015).
Giulio Biagi, Jacek Fiutowski, Ilya P. Radko, Horst-Gunter Rubahn, Kjeld Pedersen, and Sergey I. Bozhevolnyi
発表内容:
本論文では,誘電体装荷表面プラズモンポラリトン導波路(DLSPPW)に基づく,ブラッググレーディングと方向性結合器の組み合わせによる新構造の超小型マルチプレクサを提案する.作製されたマルチプレクサは長さ20 μmで,波長が70 nm離れた通信波長帯の光の分離が可能であることを,シミュレーションと実験によって実証した.


日時:6月2日(月) 12:15 (40分程度)
場所:DS53
発表者:大岡 勇太
タイトル: Nonreciprocal transmission in a nonlinear photonic-crystal Fano structure with broken symmetry
出典: Laser Photonics Rev. *9*, 241-247 (2015).
Yi Yu, Yaohui Chen, Hao Hu, Weiqi Xue, Kresten Yvind and Jesper Mork
発表内容:
素子面積が小さく,光集積回路を実現する上で必要不可欠な光アイソレータを実現した.実現にあたって,非対称構造のフォトニック結晶から生成されるFanoスペクトルを利用した.光アイソレータとしての性能は10 Gbpsで動作し,かつ消費エネルギーは4.5 fJ/bitである.


日時:5月21日(月) 12:15 (40分程度)
場所:DS53
発表者:岡部 悠介
タイトル: Ramsey-comb spectroscopy with intense ultrashort laser pulses
出典: Nat. Phys. 10, 30–33 (2014)
Jonas Morgenweg, Itan Barmes and Kjeld S. E. Eikema
発表内容:
光周波数コムはその正確さとコヒーレントさから光周波数計測や分光計測に用いられている.分光計測するときに,光周波数コムは全繰り返し数増幅と励起共振器を組み合わせることでマイクロジュールレベルのエネルギーを持つパルスにしていた.本論文では選択的に2つのパルスをミリジュールレベルのエネルギーにして行う分光法を報告する.この分光法は従来の方法と同程度の精度を持ち,場合によっては最大30倍の精度を達成することができた.


日時:12月15日(月) 12:15 (40分程度)
場所:14-216
発表者:西村 治郎
タイトル: A current-driven single-atom memory
出典: Nature nanotechnology 8, 645-648 (2014).
C. Schirm, M. Matt, F. Pauly, J. C. Cuevas, P. Nielaba and E. Scheer
発表内容:
デバイスの高集積化,低消費電力化の需要から電子部品のナノスケー ル化が求められている.本研究ではアルミニウムワイヤーのくびれ部分に原子サ イズのアルミニウム接点を形成することで原子スイッチを形成した.これは接点 部に電流を流すことで生じる,エレクトロマイグレーションと呼ばれる原子の位 置変化に依る電気伝導率の変化を利用している.本研究ではさらに電気伝導率の 双安定性を利用しメモリ応用も行っている.


日時:12月11日(木) 12:15 (40分程度)
場所:DS53(14-513)
発表者:齊藤 龍介
タイトル: Large-Area Surface-Enhanced Raman Spectroscopy Imaging of Brain Ischemia by Gold Nanoparticles Grown on Random Nanoarrays of Transparent Boehmite
出典: ACS Nano 8, 5622-5632 (2014).
Shogo Yamazoe, Masayuki Naya, Megumi Shiota, Takayuki Morikawa, Akiko Kubo, Takeharu Tani, Takako Hishiki, Tadashi Horiuchi, Makoto Suematsu and Mayumi Kajimura
発表内容:
生体内の代謝においてガス分子がいつ,どこで,どのような役割を果たしているかについて未だ解明されていない点が多い.それはガスの性質そのものや測定の難しさに原因があった.ガス分子の検出でしばしばラマン散乱光を測定することがあるが,ラマン散乱光は強度が弱く検出が難しい.本論文ではより安価に簡易的にSerface Enhanced Raman Scattering(SERS)を用いてマウスの脳の切片のラマンスペクトルを測定し,マッピングする新しいデバイスの作製に成功した.


日時:12月9日(火) 12:15 (40分程度)
場所:14-212
発表者:中川 陽介
タイトル: Optomechanical photon shuttling between photonic cavities
出典: Nature nanotechnology 9, 913-919 (2014)
Huan Li and Mo Li
発表内容:
近年,光輻射圧によるオプトメカニクスが研究されているが,その動作は数nmと非常に小さく応用にあまり向いていないと考えられている.本論文では”photon see-saw”という構造を作製し,オプトメカニクスによる回転を利用して,2つの共振器を結合させ,光子のやり取りに成功した.


日時:11月28日(金) 12:15 (40分程度)
場所:14-211
発表者:陳 哲倫
タイトル: Deterministic and Robust Generation of Single Photons from a Single Quantum Dot with 99.5% indistinguishability Using Adiabatic Rapid Passage
出典: Nano Lett., 14 (11), pp 6515–6519 (2014).
Yu-Jia Wei, Yu-Ming He, Ming-Cheng Chen, Yi-Nan Hu, Yu He, Dian Wu, Christian Schneider, Martin Kamp, Sven Höfling, Chao-Yang Lu, and Jian-Wei Pan
発表内容:
量子通信において安定した単一光子源を開発することは重要な課題である.この解決法として量子ドットが挙げられる.原子系を励起準位に上げるためにパルスレーザを入射するが,この時パルス面積の変化により単一光子の発生回数でラビ振動が起きるため,単一光子発生の安定性はレーザ強度に強く依存してしまう.本研究では入射するパルスにポジティブチャープをかけるAdiabatic Rapid Passageという手法を用いることで安定して単一光子を発生させ,また99.5%の確率で同一の性質の単一光子を連続で発生したことをHong Ou Mandel interferenceにより確認した.


日時:11月20日(木) 12:15 (40分程度)
場所:DR8(14-212)
発表者:玉木 翔
タイトル: All optical coherent control of Rabi oscillation
出典: Nature Photonics,5, october (2014).
Ranojoy Bose, Tao Cai, Kaushik Roy Choudhury, Glenn S. Solomon and Edo Waks
発表内容:
量子通信においてCavity QEDは単一光子源としてや量子状態を光でやり取りするために使える有名な概念である.Cavity QED内の原子は常にラビ振動と呼ばれる,常に励起準位と基準順位を行き来する振動がある.この振動をコントロールすることにより量子情報の通信を制御できると考えられている.しかし,この制御はマイクロ波領域では達成されているものの,光学の領域(optical frequency)では達成されていなかった.本論文ではフォトニック結晶とシュタルクシフト効果を用いてこれが達成された事を説明する.


日時:11月11日(火) 12:15 (40分程度)
場所:14-212
発表者:小畠 知也
タイトル: Quantum imaging with undetected photons
出典: Nature, 512, 409 (2014).
Gabriela Barreto Lemos, Victoria Borish, Garrett D. Cole, Sven Ramelow, Radek Lapkiewicz & Anton Zeilinger
発表内容:
量子力学では,重ねあわせ状態を識別できるか否かによって量子干渉が起こるかどうかが決まる.また,量子もつれ状態にあるものの片方を観測することでもう一方の状態を知ることができる.本論分では,これら二つの興味深い性質を利用した量子イメージの概念を示す.具体的には,検出したい物体と相互作用を起こした光自体は検出せずに,その物体をイメージング可能なシステムである.これによって検出器や光源の選択肢が広がることが期待される.また,本手法は量子イメージングの他の手法に比べ,同時計数測定を行う必要がないというメリットがある.


日時:11月6日(木) 12:15 (40分程度)
場所:14-211
発表者: 西村 治郎
タイトル: Digital metamaterials
出典: Nature Materials 4082 (2014)
Cristian Della Giovampaola and Nader Engheta
発表内容:
クローキング技術やハイパーレンズへの応用が期待されているメタマテリアルであるが, その振る舞いはメタマテリアルを構成する材料と並び方によって決まってしまうため, 高い屈折率など自然界にほとんど存在しない材料を必要とするものは作製が困難であるとされてきた. 本論文ではメタマテリアルビットと呼ばれる2つの材料のみを組み合わせることで あらゆる誘電率を持つメタマテリアルバイトを作り,それを適切に配置することで ハイパーレンズなどを作製できることを示した.


日時:10月31日(金) 12:15 (40分程度)
場所:14-211
発表者: 齊藤 龍介
タイトル: Integrated flexible chalcogenide glass photonic devices
出典: Nature photonics , 8, 643-649 (2014)
Lan Li, Hongtao Lin, Shutao Qiao, Yi Zou, Sylvain Danto, Kathleen Richardson, David Musgraves, Nanshu Lu & Juejun Hu
発表内容:
薄く柔らかいプラスチック基板の上にフォトニックデバイスを作製することで人体の皮膚の表面で活用できるようなセンサーなどの応用に役立つが,従来のファブリケーションの方法では,複雑に統合するのが難しくキャパシティも限られていた.今回著者らは高屈折率コントラストのカルコゲン化合物ガラ スを用いて柔らかい一枚のフォトニックデバイスを作製した.このような技術の発展は様々なフォトニックデバイスへの応用が期待される. 今回の発表ではこの技術を用いて行った実験をいくつか紹介する.


日時:9月22日(月) 12:15 (40分程度)
場所:14-216
発表者: 伏見 亮大
タイトル: Dielectric gradient metasurface optical elements
出典: Science 18, 345, 6149, 298-302 (2014)
D. Lin, P. Fan, E. Hasman, and M. L. Brongersma
発表内容:
金を材料としたメタマテリアルによる超薄膜レンズはすでに研究されているが,本研究はプロセスの容易さや経済性において利点のある,シリコンのみを用いた 超薄膜レンズの設計・作成を行った.通常は位相を0~2πだけ空間的に変調を行うことによって波面を成形するが,今回は0~πまでの変調と円偏光 を組み合わせることでレンズを設計する.発表では,本研究の他にシリコンベースで作製された超薄膜レンズに関する研究も紹介していく.


日時:9月12日(金) 16:00 (40分程度)
場所:14-216
発表者: 鐵本 智大
タイトル: Non-reciprocal phase shift induced by an effective magnetic flux for light
出典: Nature photonics 8, 701-705 (2014)
L. D. Tzuang, K. Fang, P. Nussenzveig, S. Fan & M. Lipson
発表内容:
光子は磁界と直接相互作用しない中性粒子であるが,最近の理論研究で光の位相が伝搬方向と共に変化する場合,光子の有効磁界が存在し得ることが示された.今回はこの有効磁界の影響をシリコンベースのラムゼー型干渉計を用いることで実験的に観測した.干渉計の長さ8.35mmのときに干渉縞消光比2.4 dBの非相反2π位相シフトに相当する0~2πの有効磁束が得られたが,この非相反位相シフトは一般的な磁気光学材料を用いたモノリシック集積型デバイスで得られるものに匹敵する. 発表では,S. Fanらの有効磁界に関する理論研究に関しても説明する予定である.


日時:9月3日(水) 17:00 (40分程度)
場所:14-216
発表者: 中川 陽介
タイトル: Capture of a terahertz wave in a photonic-crystal slab
出典: Nature photonics 8, 657-663 (2014)
Ryoma Kakimi, Masayuki Fujita, Masaya Nagai, Masaaki Ashida, Tadao Nagatuma
発表内容:
テラヘルツ光はセンシングやワイヤレスコミュニケーションなどに応用が期待されているが検出に用いられるデバイスには大きさの問題がある.メタマテリアルなどを用いた微小なデバイスによる検出の研究がされているが,検出可能な周波数帯域が狭いという課題があった.本論文では,フォトニック結晶を用い,構造にいくつかの改善を加えることで微小なデバイスにおける広い周波数帯での検出を可能にした.


日時:8月28日(木) 9:00 (40分程度)
場所:電子工学科会議室
発表者: 陳 哲倫
タイトル: Dynamic manipulation of nanomechanical resonators in the high-amplitude regime and non-volatile mechanical memory operation
出典: N.nanotechnology 6, 726–732 (2011)
Mahmood Bagheri, Menno Poot, o Li, Wolfram P. H. Pernice and Hong X. Tang
発表内容:
近年光による情報通信についての研究が進まり,微小光共振器やEITを用いた光信号メモリについて注目が集まっている.本研究は,デバ イスに入射する光を制御することでデバイスの構造体の力学的な状態の違いを生じさせることができることをしめし,実際にこの状態の違いによって信 号を識別し保存することで,信号 の保存時間や室温での駆動などの点を改善した.


日時:7月30日(水) 11:30 (40分程度)
場所:14-212(DR2)
発表者: 玉木 翔
タイトル: Seeing a single molecule vibrate through time-resolved coherent anti-stokes Raman scattering
出典: N.photon 10, 142 (2014)
Steven Yampolsky, Dmitry A. Fishman, Shirshendu Dey, Eero, Hulkko, Mayukh Banik, Eric O. Potma and Vartkess A. Aplarian
発表内容:
Optical detection of small units such as molecules or atoms has been demonstrated under cryogenic temperature by means of Raman scattering, absorption, fluoresence and etc. However, whatis already detected is the ensemble signals of single molecules, which rapldly decays in order of pico-second due to the decoherence of emitted signals. Hence, the truly meaning of “Single” molecule vibration detection is first reported in this paper. The talk will be held in English this time for personal reasons.


日時:7月25日(金) 12:15 (40分程度)
場所:14-613(DS63)
発表者: 小畠 知也
タイトル: Terabit free-space data transmission employing orbital angular momentum multiplexing
出典: N.photon 6, 138 (2012)
Jian Wang, Jeng-Yuan Yang, Irfan M. Fazal, Nisar Ahmed, Yan Yan, Hao Huang, Yongxiong Ren,Yang Yue, Samuel Dolinar, Moshe Tur and Alan E. Willner
発表内容:
近年では動画のダウンロードなど膨大なデータ通信が多くなり,より大容量な通信が望まれている.光通信においては,その通信容量を上げるために波長分割多重や時間分割多重,偏光分割多重など様々な多重化が考えられてきた.本研究では,これらに加えることが出来る要素として軌道角周波数を用い,偏光とともに多重化することでテラビットオーダーの大容量通信を実現した.


日時:7月8日(火) 12:15 (40分程度)
場所:14-211
発表者: 西村 治郎
タイトル: Single-nanocrystal sensitivity achieved by enhanced upconversion luminescence
出典: Nature Nanotechnology 8, 729-733 (2013)
J. Zhao, D. Jin, P. Schartner, Y. Lu, Y. Liu, A. V. Zvyagin, L. Zhang, J. M. Dawes, P. Xi, J. A. Piper, E. M. Goldys & T. M. Monro
発表内容:
アップコンバージョンナノ粒子は赤外光を可視光に変換できるため,太陽電池や生態イメージング への応用が期待されている.アップコンバージョンナノ粒子として機能させるためには赤外光を吸収する増感剤と可視光を放出する活性剤をドープする必要がある.放出される可視光の強度は活性剤の量によって決まり,活性剤の量には最適量があることが先行研究により既に示されている.つまりナノ粒子から放射される可視光強度は本質的に限られていると世間ではとらえられている. 本論文ではこの限界を超える方法を検討し,従来の最高強度と考えられてきた発光強度よりも70倍強い可視光を放出させることに成功した.


日時:7月1日(火) 12:15 (40分程度)
場所:14-211
発表者: 齊藤 龍介
タイトル: Fabrication of an integrated high-quality-factor (high-Q) optofluidic sensor by femtosecond laser micromachining
出典: Optics Express 22, 14792-14802 (2014)
J. Song, J. Lin, J. Tang, Y. Liao, F. He, Z, Wang, L. Qiao, K. Sugioka & Y. Cheng
発表内容:
CO2レーザを用いてトロイド微小光共振器とテーパファイバを溶接的に結合させることに成功し, Q値にして3.21×10^5を達成した.さらにそれをフェムト秒レーザを用いて作成した3次元微小流路を使いトロイド微小光共振器の光学測定を行い,食塩水の濃度に応じて変化する屈折率を10^-4のオーダーで測定することに成功した.この実験のポイントは高Q値を持つトロイド微小光共振器と3次元的微小流路をパッケージング した点にある.


日時:6月23日(木) 12:15 (40分程度)
場所:14-211
発表者: 鐵本 智大
タイトル: 10 Gb/s operation of photonic crystal silicon optical modulators
出典: Optics Express 19, 13000 (2011)
Hong C. Nguyen,* Yuya Sakai, Mizuki Shinkawa, Norihiro Ishikura, Toshihiko Baba
発表内容:
pn接合を埋め込んだフォトニック結晶導波路を用いて10Gb/sの光変調を初めて行った.フォトニック結晶導波路はCMOS互換性のあるプロセスで作製しており,シリカクラッドを被せている.光変調はnon-return-to-zeroの電気信号を利用して行い,10Gb/sと2Gb/sの変調速度でそれぞれ良好なアイパターンを観測した.発表ではスローライトやCMOS互換プロセスを利用したフォトニック結晶共振器の関連研究も紹介する.


日時:6月19日(木) 12:15 (40分程度)
場所:14-211
発表者: 小畠 知也
タイトル: A quantum access net work
出典: nature 501, 12493 (2013)
Bernd Fro¨hlich, James F. Dynes, Marco Lucamarini, Andrew W. Sharpe, Zhiliang Yuan & Andrew J. Shields
発表内容:
絶対安全な通信方法として単一光子による量子鍵配送が提案されているが,量子通信ネットワークを実現する際の問題の一つとして高精度な受信器(検出器)が各々に必要であることが挙げられる.これに対し本研究では,受信器一つに対し送信者複数という1対多のネットワークを提案し,実際に実験による検討を行った.使用する受信器が一つであることから容易にネットワークを構築することができ,これにより量子通信がより身近なものになると期待される.


日時:6月3日(火) 12:15 (40分程度)
場所:14-211
発表者: 中川 陽介
タイトル: Engineering of light confinement in strongly scattering disordered media
出典: Nature Materials 10, 1038 (2014)
Francesco Riboli, Niccolò Caselli, Silvia Vignolini, Francesca Intonti, Kevin Vynck,PierreBarthelemy, Annamaria Gerardino, Laurent Balet, Lianhe H. Li, Andrea Fiore,Massimo Gurioli and Diederik S.Wiersma
発表内容:
近年,ランダムレーザーなどランダムな媒質,構造のデバイスに関する分野において著しい研究成果が多く報告されている.ランダムなデバイスにおいては光のモードも複数かつランダムになるが,理論的にあるモードの光を選択できることが示された.本研究では実際にそのデバイスを作製し,その結果を検証している.またデバイスにポストプロセスを加えることによってどのような現象が生じるか検証している.当日は実験結果を中心に説明する予定である.


日時:5月29日(木) 12:15 (40分程度)
場所:電子工学科会議室
発表者: 陳 哲倫
タイトル: Nanowire photonic crystal waveguides for single-atom trapping and strong light-matter interaction
出典: Applied Physics Letters 104, 111103 (2014)
S.-P. Yu, J. D. Hood, J. A. Muniz, M. J. Martin, Richard Norte, C.-L. Hung, Sean M. Meenehan, Justin D. Cohen, Oskar Painter, and H. J. Kimble
発表内容:
近年,Cavity QEDなどといった原子と光学デバイスの組み合わせに関する分野において著しい研究成果が多く報告されている.本研究では新たにAlligator Photonic crystal waveguide(APCW)と呼ばれる特殊な形状のフォトニック結晶導波路を提案した.このAPCWの特徴として,APCW自体が原子を導波路付近にキャッチ・操作することが可能である点である.このAPCWの将来の展望として,同一チップ上に集積した原子と光子の混合するシステムを構築することが可能になることである.当日はAPCWの詳しい原理を説明する予定である.


日時:5月19日(月) 12:15 (40分程度)
場所:14-211
発表者: 玉木 翔
タイトル: Stable Optical Lift
出典: Nature Photonics 5, 48-51 (2011)
Grover A. Swartzlander Jr, Timothy J.Peterson, Alexandra B. Artusio-Glimpse & Alan D. Raisanen
発表内容:
宇宙船開発の中で太陽帆(Solar Sail)と呼ばれる太陽の光圧を推進力とする宇宙船の開発が行われている.従来は帆となる薄膜の反射率を変えることにより推進力を制御する方法が一般的であるが,本論文では物体の構造による光圧の推進力の制御の提案を行い,計算過程と実証を行っている.これは新たな太陽帆の設計手法となりえる成果である.


日時:5月13日(火) 12:15 (40分程度)
場所:14-211
発表者: 齊藤 龍介
タイトル: Parity-time-symmetric wispering-gallery microcavities
出典: Nature Physics 10, 394-398 (2014)
Bo Peng, Şahin Kaya Özdemir, Fuchuan Lei, Faraz Monifi, Mariagiovanna Gianfreda, Gui Lu Long, Shanhui Fan, Franco Nori, Carl M. Bender & Lan Yang
発表内容:
損失と利得のバランスのとれた光学システムは古典的な量子システムに類似した独自のプラットフォームを与えることがある.本論文では,非線形効果が高められるような高密度に光を集めた光共振器の中で,パリティタイム(PT)対称性の破れが起こっていることを示した. 今回はあまりなじみのない分野であるが,なるべくわかりやすく解説できるように意識して発表する.

日時:12月17日(火) 12:15 (40分程度)
場所:14-211
発表者: 小川 陽平
タイトル: Cavity QED with atomic mirrors
出典: New Journal of Physics 14, 063003 (2012)
D. E. Chang, L. Jiang, A. C. Gorshkov and H. J. Kimble
発表内容:
原子と光子の結合による量子研究は,多くは光共振器を用いたCavity QEDによっ て研究されてきた.本研究では,ナノサイズ導波路周りに原子格子を適切に配置 することで,原子格子をブラッグミラーとみなした共振器を導波路 上に作製で き,Cavity QEDや量子情報処理に応用できることを示した.この技術をさらに応 用していくことで,量子情報ネットワークの構築の基礎となることが期待され る.発表では特に原理について詳しく説明する予定である.


日時:12月5日(木) 13:00 (40分程度)
場所:23-505
発表者: 加藤 拓巳
タイトル: Thermal nonlinearities in a nanomechanical oscillator
出典: Nature Physics 9, 806-810 (2013)
J. Gieseler, L. Novotny & R. Quidant
発表内容:
超高感度センシング技術があれば,従来観測できなかった多くの現象を観測し研究することができる.感度には機械振動Q値が大きく関係しており,本研究では光トラップしたシリカ微粒子を用いることで非常に高いQ値を実現した.そのデバイスを用いて,従来は観測できなかった熱振動の非線形性を観測したので報告する.またCooling技術を用いることで,更なる高感度化が実現できると考えられる.


日時:11月28日(木) 12:15 (40分程度)
場所:23-623
発表者: 吉岐 航
タイトル: Compact spectrometer based on a disordered photonic chip
出典: Nature Photonics 7, 746-751 (2013)
B. Redding, S. Liew, R. Sarma & H. Cao
発表内容:
従来より用いられてきた回折格子による分光には,空間的に波長を分解する必要があることから,サイズが大きくなってしまうという問題があった.しかしながら,近年研究の盛んなDisordered-systemを回折格子の代わりに用いることができれば,ランダムな散乱により光路長を稼げることから,より小さい分光器を実現することができる.本論文ではDisordered-フォトニック結晶を用いることにより,要する面積の小さな分光計をチップ上に実現したので,報告する.


日時:11月12日(火) 12:15 (40分程度)
場所:14-216
発表者: 西村 治郎
タイトル: Realization of three-dimensional guiding of photons in photonic crystals
出典:Nature Photonics 7, 133–137 (2013).
Kenji Ishizaki, Masaki Koumura, Katsuyoshi Suzuki, Kou Gondaira and Susumu Noda
発表内容:
フォトニック結晶は,小型でありながら高い光閉じ込めを実現する ことから光回路への応用が期待されている. 近年の情報・通信量の増加に伴い集積化,つまり自在に3次元光配線を行うこと が求められているが,作製が困難であるため, また設計指針が明らかになっていないため,実現には至っていなかった.本論文 では斜め導波路を用いることで3次元光配線を初めて実現した.


日時:11月08日(金) 12:15 (40分程度)
場所:23-121
発表者: 鈴木 良
タイトル: Room-temperature sub-diffraction-limited plasmon laser by total internal reflection
出典:Nature Materials 10, 110–113 (2011)
Ren-Min Ma, Rupert F. Oulton, Volker J. Sorger, GuyBartal & Xiang Zhang
発表内容:
光技術における課題の1つである回折限界により,光素子の小型化は波長程度のスケールに制限されている.この解決法として電磁波と電子の結合を利用した表 面プラズモンポラリトンが挙げられる.近年ではこの技術を用いたプラズモンレーザに関する研究が発表されているが,これらの問題として10K程度 までの冷却の必要性がある.本研究ではCdSとAgをMgF2により分離した構造の共振器を用いることで,室温動作可能なプラズモンレーザを作製 した. 今回の発表では,生物学を専門としない者にもなるべく分かり易く解説することを目指す.


日時:11月05日(水) 12:15 (40分程度)
場所:23-121
発表者:鐵本 智大
タイトル: Tailoring Light-Matter Interaction with a Nanoscale Plasmon Resonator
出典: Physical Review Letters 108, 226803 (2012)
Nathalie P. de Leon, Brendan J. shields, Chun L. Yu, Dirk E. Englund, Alexey V. Akimov, Mikhail D. Lukin, and Hongkun Park
発表内容:
量子エミッタに関する研究においてはエミッタと放射モードとの結合を強めることが大切であり,Q値の高い共振器やモード体積の小さいプラズモンを利用することで光と物質の相互作用を高めることを目指してきた.本研究では,この両方の効果を利用できるプラズモン共振器を作製し,量子ドットからの自然放出光の増強現象と広帯域の量子エミッタから波長選択的に単一光子源を作製できることを実験的に示した.当日はプラズモンの基礎や他の応用研究の話を含めて説明を行う.


日時:10月22日(火) 12:15 (40分程度)
場所:14-211
発表者:齊藤 龍介
タイトル: Biosensors and Bioelectronics 25, 990-995 (2010)
出典: Nature 498, 470-474 (2013)
L. Wang, L. Wang, H. Yin, W. Xing, Z. Yu, M. Guo, J. Cheng
発表内容:
細胞周期解析は多くの細胞生理学過程において極めて重要な意味を持ち,ここ数十年間で関心が増加 している.その中で,Fucci技術のようにリアルタイムで時空間的に細胞周期を解析する技術が注目を集めてい るが,未だラベルフリーの細胞周期解析というものは達成されていない. 本論文は蛍光タンパクを使わずにラベルフリーで細胞周期を解析した初めての研究であり,その学術的なインパ クトは大きい. 今回の発表では,生物学を専門としない者にもなるべく分かり易く解説することを目指す.


日時:10月18日(金) 13:00 (40分程度)
場所:14-211
発表者:伏見 亮大
タイトル: A micrometre-scale Raman silicon laser with a microwatt threshold
出典: Nature 498, 470-474 (2013)
Y. Takahashi, Y. Inui, M. Chihara, T. Asano, R. Terawaki and S. Noda
発表内容:
2005年にIntelが発表したSi導波路を用いたラマンレーザを はじめとして,さまざまなラマンレーザの研究はなされていたが しきい値や素子のサイズが問題となっており,現実的な素子の 開発は絶望視されていたが,フォトニック結晶を用いることで, 素子の大きさを小さくするとともに,しきい値の低下も実現できた.


日時:10月01日(火) 11:00 (40分程度)
場所:14-211
発表者:吉岐 航
タイトル: Quantum key distribution over a 40-dB channel loss using superconducting single-photon detectors
出典: Nat. Photonics 1, 343-348 (2007)
H. Takesue, S. W. Nam, Q. Zhang, R. H. Hadfield, T. Honjo, K. Tamaki & Y. Yamamoto
発表内容:
量子鍵配送は既に実用化が進んでいる技術である.しかしながら,既存のBB84プロトコルの盗聴に対する脆弱性やAPDをベースとする単一光子検出器の性能の低さから,伝送距離や秘密鍵生成レートには制限があった.そこで本論文では差動位相シフト量子鍵配送プロトコルを及び超伝導体単一光子検出器を用いることにより,従来の2倍以上の伝送距離を実現したので報告する. 当日は,差動位相シフトプロトコルと超伝導体単一光子検出器を中心に,長距離化が可能となった理由について重点的に説明する予定です.


日時:9月27日(金) 13:30 (40分程度)
場所:14-213
発表者:小川 陽平
タイトル: Tenfold reduction of Brownian noise in high-reflectivity optical coatings
出典: Nature Photonics 7, 644-650 (2013)
Garrett D. Cole, Wei Zhang, Michael J. Martin, Jun Ye and Markus Aspelmeyer
発表内容:
光共振器において,共振器の安定性や感度は両端の鏡の精度に依存する.光原子時計や重力波観測に用いる上で,熱雑音の影響が大きくなってきており,従来のミラーに比べてより高安定性を持つミラーコーティングが必要とされている.そこで本グループは,低い機械的損失と高い光学的品質をもつ新しい単結晶多層膜を作製した.ファブリーペロー共振器を形成したとき,フィネスが150,000を観測した.さらに室温で従来のミラーに比べて熱雑音を1/10に抑えることを観測した.これにより,より高感度な共振器や,より安定したレーザの開発が可能になると考えられる. 当日は,作製したミラーの検証実験結果を中心に解説する.


日時:9月24日(火) 13:00 (40分程度)
場所:14-213
発表者:加藤 拓巳
タイトル: Nanometre-scale thermometry in a living cell
出典: Nature 500, 54-59 (2013)
G. Kucsko, P. C. Maurer, N. Y. Yao, M. Kubo, H. J. Noh, P. K. Lo, H. Park and M. D. Lukin
発表内容:
ナノメートルスケールでの温度変化を高感度に検知することは,現 代科学において大きな課題となっている.広い温度範囲にわたって1℃未満の温 度分解能を持 ち,さらに生体内に組み込める温度計があれば,特に生物の分野  (温度による遺伝子発現制御,腫瘍代謝の制御など) で大きな貢献が見込ま れる. 本研究では,ダイヤモンドの窒素空孔色中心(Nitorogen Vacancy colour centre)が持つ,電子スピンのコヒーレント操作を利用した新しいナノメートル スケールでの温度測定法を提案する.NV中心を用いた温度測定の実証か ら,細 胞内(in vivo)での実験結果までを含む. 当日は,実験手法,実験結果を中心に解説する.


日時:9月11日(水) 13:00 (40分程度)
場所:14-211
発表者:鐵本智大
タイトル:Frequency comb generation at terahertz frequencies by coherent phonon excitation in silicon
出典:Nature Photonics 6, 243-247 (2012)
Qingdong Zheng, Haomiao Zhu, Shan-Ci Chen, Changquan Tang, En Ma and Xueyuan Chen
発表内容:
Muneaki Hase, Masayuki Katsuragawa, Anca Monia Constantinescu & Hrvoje Petek 発表内容:固体物質における光学非線形性は,高帯域の情報処理において光学的機能と電子的機能を併用できるため非常に興味深い.シリコンにおける3次非線形光学過程はギガヘルツ帯域の光信号処理に用いられてきたが,テラヘルツ帯域での光変調に関しての研究は行われていなかった.本研究では,シリコンに高強度フェムト秒パルスを照射することで大振幅のコヒーレント縦光学フォノンを励起し,シリコンの光屈折率を超高速変調することで縦光学フォノンの基本周波数(15.6THz)の間隔で100THzを超える帯域の周波数コムの発生に成功した.


日時:8月26日(水) 13:00 (40分程度)
場所:14-211
発表者:鈴木良
タイトル:Frequency-upconverted stimulated emission by simultaneous five-photon absorption
出典:Nature Photonics 7, 234-239 (2013)
Qingdong Zheng, Haomiao Zhu, Shan-Ci Chen, Changquan Tang, En Ma and Xueyuan Chen
発表内容:
多光子吸収の技術はバイオイメージングや三次元光記録などへの応用が期待されている.本研究では,5光子吸収による新しい蛍光体からの誘導放出を初めて実験的に観測したことを報告する.低次の非線形吸収と比較すると,5光子吸収過程は強い空間的閉じ込めをもたらし,非常に高いイメージングコントラストを実現できる.加えて,近赤外レーザー励起の下で2~4光子吸収による誘導放出も実現されており,生体サンプルからの自己蛍光がない,侵入深さが深い,感度と解像度が高いなどの特徴を持つ有望な多光子イメージングプローブとなるであろう.


日時:8月22日(水) 13:00 (40分程度)
場所:14-211
発表者:西村 治郎
タイトル:Subwavelength light focusing using random nanoparticles
出典:Nature Photonics 7, 454-458 (2013).
Jung-Hoon Park, Chunghyun Park, HyeonSeung Yu, Jimin Park, Seungyong Han, Jonghwa Shin, Seung Hwan Ko, Ki Tae Nam, Yong-Hoon Cho and YongKeun Park
発表内容:
光の回折限界を超えた集光に関する研究はさかんに行われており,こ れは近接場光を用いることで解決できることがわかっている.近年の近 接場光 の集光制御では, 小さな開口によるものや,プラズモニック結晶によるもの,メタマテリアルによ るものなど様々な技術があるが,どれも微細で精密な構造作製を要し, 集光の 程度は構造に依存するという欠点がある. これに対し本論文では,微細な構造を必要とせず任意に集光の程度を制御できる 手法を発見したので報告する.


日時:8月7日(水) 16:00 (40分程度)
場所:14-211
発表者:伏見 亮大
タイトル: Photonic Spin Hall Effect at Metasurfaces
出典:Science 339, 6126, 1405-1407 (2013)
Xiaobo Yin, Ziliang Ye, Junsuk Rho, Yuan Wang and Xiang Zhang
発表内容:
光子の持つスピンによる光スピンホール効果は以前から 観測されていたが,スピンの向きに対する変位量が小さ いために観測は容易ではなかった.本論文は誘電体表面 に金のアンテナを配列させたメタマテリアルを用いるこ とで変位量を大きくとることに成功し,観測を容易にし た.


日時:7月30日(火) 13:00 (40分程度)
場所:14-203
発表者:吉岐 航
タイトル: Three-dimensional optical metamaterial with a negative refractive index
出典: Nature 455, pp.376- (2008)
J. Valentine, S. Zhang, T. Zentgraf, E. Ulin-Avila, D. Genov, G. Bartal & X. Zhang
発表内容:
メタマテリアルにより実現される負の屈折率構造(Negative-index metamaterial: NIM)は,完全レンズ(Perfect Lens)等への応用が期待されている.完全レンズを実現するためには3次元のNIMが必要だが,従来までのNIMは損失が大きく,十分な光学特性を得られなかった.そこで本論文ではfishnet型構造を用いることにより,損失を抑えた3次元のNIMを実験的に実現したので報告する. 当日はNIM研究の歴史やその原理から,重点的に説明する予定です.


日時:7月25日(金) 12:15 (40分程度)
場所:23-121
発表者:小川 陽平
タイトル: Electrical Control of Silicon Photonic Crystal Cavity by Graphene
出典: Nano Letters 13 (2), pp.515-518 (2013)
Arka Majumdar, Jonghwan Kim, Jelena Vuckovic and Feng Wang
発表内容:
ナノフォトニクスによる電気信号から光信号への変換が実現すれ ば,エレクトロニクスとフォトニクスの集積化が可能になる.本研究ではL3共振 器とグラフェ ンを組み合わせて用いることで,共振器の共鳴波長を最大で2 nm,共振器反射率を最大で400 %変化させることに成功した.また,理論検討に より,このデバイスは数十 fJかつ250 GHzで動作する可能性があることが分かっ た.このグラフェン共振器デバイスにより,小型でありながらより低パワーで高 速な電気・光変換を行えるだろうと 期待されている


日時:7月19日(金) 12:15 (40分程度)
場所:14-204
発表者:加藤 拓巳
タイトル: Mid-infrared frequency comb based on a quantum cascade laser
出典: Nature 492, 229-233 (2012)
Andreas Hugi, Gustavo Villares, Stéphane Blaser, H. C. Liu & J érôme Faist
発表内容:
光コムを発生させる手法の一つとして,モードロックレーザがあるが,量子カスケードレーザにおいて,モードロック操作をおこなうことは難しい.何故なら ば,ゲイン回復時間が,想定される共振器一周の光パルス伝搬時間よりもずっと短いため,別の発振が生じてしまうからである.本研究では,群速度分 散が平坦になるように構造を設計した量子カスケードレーザを用いることで,モードロックではなく,FWMを利用する手法で光コムを発生させた.こ れは中赤外領域での,広帯域・コンパクト・電流注入操作で駆動する光コム光源として期待されている.


日時:7月12日(金) 12:30 (40分程度)
場所:14-211
発表者:工藤 寛史
タイトル:Printing colour at the optical diffraction limit
出典:Nature Nanotechnology 7, 557-561 (2012).
著者:Karthik Kumar, Huigao Duan, Ravi S. Hegde, Samuel C. W. Koh, Jennifer N. Wei and Joel K. W. Yang
発表内容:
回折限界(250 nm)でのプリンティングの研究は主に,インクジェット・レーザジェットの手法と今回用いる表面プラズモンの2種類のアプローチがある.インクジェット方式では解像度は優れているが,モノクロでしか表現することができない.一方で,表面プラズモンを用いたナノホールフィルターは周期的構造が必要であるため,解像度がマイクロスケールになってしまう. 今回の報告では,ナノ構造の下に反射膜を入れることによって,周期的な依存性のない構造でカラーリングすることに成功し,表面プラズモンを用いて回折限界解像度を得ることができた.また,カラーリングはナノ構造の形状を変えることによって表面プラズモンとファノ共鳴の相互作用制御することで達成した. 発表ではCLEO-PR & OECC/PSでのPlasmonicsの研究報告も交えながら,幅広く解説していく.


日時:7月 5日(金) 12:15 (40分程度)
場所:14-211
発表者:鈴木 良
タイトル:Optical thin-film materials with low refractive index for broadband elimination of Fresnel reflection
出典:Nature Photonics 1, 176-179 (2007)
著者: J.-Q. Xi, Martin F. Schubert, Jong Kyu Kim, E. Fred Schubert, Minfeng Chen, Shawn-Yu Lin, W. Liu & J. A. Smart
発表内容:
階段状の屈折率分布を持つ多層膜は広帯域において反射防止特性を示すことが数学的に証明されている. しかし,空気の屈折率に非常に近い低屈折率材料が存在 しないため,これまで広帯域反射防止膜は実現されなかった. 本研究では斜め蒸着によってTiO2とSiO2の薄膜を作製し,その屈折率を調整する ことによ り広帯域でフレネル反射を除去した. このときSiO2膜では最小でn=1.05の屈折率が達成された.


日時:6月 27日(金) 12:20 (40分程度)
場所:12-209
発表者:西村 治郎
タイトル:Gigantic Optical Magnetoelectric Effect in CuB2O4
出典:Journal of the Physical Sciety of Japan 77, 013705 (2008)
著者:Mitsuru Saito, Kouji Taniguchi, and Taka-hisa Arima
発表内容:
Mitsuru Saito, Kouji Taniguchi, and Taka-hisa Arima 発表内容:近年マルチフェロイックな物質が発見されたにもかかわらず,それらの物質が示す方向2色性は0.1%が最大であった.本研究ではマルチ フェロイックな物質であるための条件である,時間的対象性と空間的対称性の破れの度合いが比較的小さい物質を用いることで,方向2色性が100% という非常に大きな値を得ることに成功した.これは電気双極子遷移と磁気双極子遷移の結合が大きくなったことに起因する.発表では基本的な内容で ある電気磁気効果から丁寧に解説を行う.


日時:6月 25日(金) 12:15 (40分程度)
場所:14-211
発表者:齊藤 龍介
タイトル:Absorption imaging of a single atom
出典:Nature Communications 3, 933 (2012)
著者:Eric W. Streed, Andreas Jechow, Benjamin G. Norton & David Kielpinski
発表内容:
吸収によるイメージングは, 赤血球の発見に始まり, 現代における恒星の中の塵雲やボース・アインシュタイン凝縮の観察に至るまで実に多様な応用がなされている. 本論文では, 真空中で孤立した単一原子をRF Paul トラップにより閉じ込め, 位相フレネルレンズを用いて波長程度の分解能でイメージングした. 吸収によるイメージングとしては世界で初めてのことである. 原子の光学的性質は良く理解されているため, 原子は吸収イメージングの限界を知るのに理想的な試料である. この結果は可視域やX線領域において光に敏感なサンプルのイメージングにおける新たな手法を提供することになるだろう.


日時:6月 7日(金) 12:15 (40分程度)
場所:12-209
発表者:鐵本 智大
タイトル:An elementary quantum network of single atoms in optical cavities
出典:Nature, 484, 195 (2012)
著者:Stephan Ritter, Christian Nolleke, Carolin Hahn, Andreas Reiserer, Andreas Neuzner, Manuel Uphoff, Martin Mucke, Eden Figueroa, Joerg Bochmann & Gerhard Rempe
発表内容:
量子情報処理を行うためには,それぞれの量子的な系を結ぶ量子ネットワークを形成することが重要になる.しかし,ネットワークにおける量子的なノードを形成することが主要な課題となっていた.本研究では,光共振器中にルビジウム原子を補足した系によりノードを形成し,2つの離れた量子系間の原子の量子状態の通信およびエンタングルメントの形成に成功した.本Journal Clubでは2つの隔離された量子的な系におけるエンタングルメントの実証という点に重点をおいて発表を行う.


日時:5月28日(火) 12:15 (40分程度)
場所:14-211
発表者:伏見 亮大
タイトル:Light Propagation with Phase Discontinuities : Generalized Laws of Reflection and Refraction
出典:Nature, 334, 333 (2011)
著者:Nanfang Yu, Patrice Genevet, Mikhail A. Kats, Francesco Aieta, Jean-Philippe Tetienne, Federico Capasso & Zeno Gaburro
発表内容:
誘電体表面に金のアンテナを配列させることにより,表面上で位相を変化させることで入射された平面波を任意の方向に透過・反射させることができる. 単純なダイポールでは360°の位相変化の幅をつくることができないため”V-アンテナ”を提案し,辺の長さや辺の間の角度を最適化することにより, 散乱強度を維持しながら幅広い位相変化を実現させた.さらに,中心に対して点対称に位相変化を施すことで,ラゲールガウスビームの発生も確認できた

日時:12月18日(火) 14:45 (40分程度)
場所:12-106
発表者:吉岐 航
タイトル:An All-Silicon Passive Optical Diode
出典:Science 335, 447 – 450 (2012)
著者:L. Fan, J. Wang, L. T. Varghese, H. Shen, B. Niu, Y. Xuan, A. M. Weiner, M. Qi
発表内容:
光ダイオード(光アイソレータ)は光素子を組み合わせて光回路を作製する際に非常に重要なデバイスである.光回路へ組み込み可能な光ダイオードには, COMSプロセスによりSi基板上に作製可能かつデバイスサイズが小さいという条件が求められるが,これらの条件を満たす光ダイオードに関する研究例は存在しなかった. このような背景の下で,本論文では,Si上にCMOSプロセスを用いて作製可能な,マイクロリング共振器をベースとした光ダイオードが報告されている.
本Journal clubでは,本論文で報告されている光ダイオードの動作原理を中心に説明させていただく予定です.


日時:12月13日(木) 10:00 (40分程度)
場所:14-203
発表者:小川 陽平
タイトル:Enhanced single-photon emission from a diamond-silver aperture
出典:Nature Photonics vol. 5, 738-743 (2011)
著者:Jennifer T. Choy, Birgit J. M. Hausmann, Thomas M. Babinec, Irfan Bulu, Mughees Khan, Patrick Maletinsky, Amir Yacoby and Marko Loncer
発表内容:
量子情報処理を行うためには単一光子を安定して得られる光子発生源が必要です.近年,室温で安定した単一光子源となりうる,ダイヤモンドのNV中心からの発光が注目されて います.さらにNV中心による発光とプラズモンを組み合わせると単一光子発生が増強されることが分かってきています.
今回紹介する論文は,ダイヤモンド基板上にNV中心を含んだ円柱構造を作製し,そこに銀コーティングを施すことで,より効率的な単一光子発生を行えるデバイスを作製したこと を報告するものです.トップダウンな手法を用いているため,単一光子源の大量生産が可能であり,今後単一光子源を用いて大規模に実験を行うための足掛かりとなる研究です.
Key Word;nitrogen-vacancy centre, plasmon, single photon, quamtum optics


日時:12月4日(火) 16:30 (40分程度)
場所:14-202
発表者:工藤 寛史
タイトル:A single-photon transistor using nanoscale surface plasmon
出典:Nature physics, vol.3, 807-812 (2007)
著者:DARRICK E. GHANG, ANDERS S. SORENSEN, ENGENE A. DEMLER AND MIKHAIL D.LUKIN
発表内容:
光の制御における究極的な目標は,単一光子を用いたものになります.しかし,単一光子の非線形光学効果は非常に小さいため, その実現は困難なものであります.この種の研究ではCavity QEDにおいて達成されていますが,未だに実用的かつロバス トな方法で達成された例はありません.
今回紹介する論文は回折限界以下のサイズのナノワイヤー上で,表面プラズモンの性質を用いることによって単一光子での 光トランジスタを提案するものになります.内容は全てシミュレーションによって説明されていますが,今後は従来のCavity QED の系と組み合わせることによって更なる発展を目指す予定です.
Key Word;surface plasmon, single-photon, quamtum optics


日時:11月21日(水) 10:00 (40分程度)
場所:14-202
発表者:加藤 拓巳
タイトル:The speed of information in a “fast-light’ optical medium
出典:Nature, 425, 695 (2003)
著者:michael D. Stenner, Daniel J. Gauthier & Mark A. Neifeld
発表内容:
「光速を超えることはできない」というのは広く知れ渡っていることであるが,それは真空中,単一物質での話である.群速度という概念を用いると,光速より早い速度という 値を導き出すことができる.本論文では”fast light’と呼ばれる光速より速く伝搬する光パルスを作り出し,それを用いてデジタル情報”1 or 0″を伝達する実験をおこなった. 実際に光速での情報伝達と”fast light’での情報伝達を比較し,「情報伝達」においても結局光速を超えることができないという1960年代から議論されてきた問題を実験的に 証明した.
本Journal clubでは,”fast light’の概念,実験手法を重点的に話したいと思います.


日時:10月31日(水) 10:00 (40分程度)
場所:14-203
発表者:工藤寛史
タイトル:Optical fiber tips functionalized with semiconductor photonic crystal cavities
出典:Appl. Phys. Lett. 99, 191102 (2011)
著者:Gary Shambat, J Provine, Kelley Rivoire, Tomas Sarmiento, James Harris, and Jelena Vuckovic
発表内容:
微小光共振器の中で光を閉じ込める能力と集積性に優れたフォトニック結晶というものがある.しかし,この共振器と光ファイバの相性が悪いため, 他のデバイスとの接続が困難であるという問題を抱えている.本論文では,エポキシ樹脂を用いて,光ファイバに直接フォトニック結晶を接着することによって, フォトニック結晶と光ファイバを一体としたデバイスについて紹介する.内容は主にこのデバイスを用いた4つの光学測定から成っており,4つ目の最後の光学系はすべて 光ファイバによって集積されている.
Journal Clubにおいては,デバイスの作製法と光学測定を中心に,このデバイスがこれからどのように発展していくか,についても紹介する予定である.


日時:10月22日(月) 10:00 (40分程度)
場所:12-103
発表者:吉岐航
タイトル:Silicon nanostructure cloak operating at optical frequencies
出典:Nature Photonics 3, 461 – 463 (2009)
著者:L. Gabrielli, J. Cardenas, C. Poitras & M. Lipson
発表内容:
「クローキング」と呼ばれる,物体を不可視にする技術に近年注目が集まっている.波長以下のサイズの構造を用いることに よって屈折率分布を自由に設計することが可能になるので,結果として光線の伝搬経路を自由に操作できるようになる. 本論文では,シリコン上の微細構造を用いて光領域でのクローキングを実験的に確かめることに成功した.
Journal Clubにおいては,クローキング技術の進展状況及びその原理について重点的に説明する予定です.


日時:10月4日(木) 10:00 (40分程度)
場所:12-103
発表者:小川陽平
タイトル:Optical interface created by laser-cooled atoms trapped in the evanescent field surrounding an optical nanofiber
出典:Physical Review Letters 104, 203603 (2010)
著者:E. Vetsch, D. Reitz, G. Sague, R. Schmidt, S. T. Dawkins and A. Rauschenbeutel
発表内容:
テーパ光ファイバ表面への原子トラップの実現
レーザを用いた原子トラップは多く利用されている.量子効果の観測,利用には原子トラップが必要不可欠である.光ファイバを用いた原子トラップは,内部を中空にして原子をその中に入れるというものであったため, 接続が困難であった.そこで本論文では,テーパ光ファイバを用いて,エバネッセント場でセシウム原子をトラップすることに成功した.テーパ光ファイバに入力するレーザの波長と強度を調整することによって, ファイバ表面近くにポテンシャルトラップを生成し,そこに約2000個のセシウム原子をトラップした.
Journal Clubにおいては,光トラップの手法について詳しく説明する予定です.


日時:9月26日(水) 10:00 (40分程度)
場所:12-105
発表者:加藤拓巳
タイトル:Quantum-coherent coupling of a mechanical oscillator to an optical cavity mode
出典:Nature, 482, 63 (2012)
著者:Verhagen, E., Dele’glise, S., Weis, S., Schliesser, A., &Kippenberg, T. J.
発表内容:
機械的振動子と光共振器モードとの量子コヒーレント結合 近年,非常に微小な空間に光を閉じ込める微小光共振器を利用して,光と機械振動のモードを結合させる試みが行われている.これは光の 放射圧を利用して,機械振動を励起し,機械振動から光を励起するというコヒーレントな結合である.従来はマイクロ波-機械振動のコヒー レント結合までしか実現されていなかったのに対して,本論文では,光-機械振動の量子レベルでのコヒーレントな結合を目指した.そして 実験によって,弱い古典光パルスを使った励起により,時間領域において平均1個以下の量子のレベルで,光と微小機械振動子との間のエネル ギー交換が起こることを明らかにした.
本Journal clubでは,EITとOMITの説明,anit-crossingを重点的に話したいと思います.


日時:9月10日(月) 10:00 (40分程度)
場所:14-204
発表者:吉岐航
タイトル:Silica-on-Silicon Waveguide Quantum Circuits
出典:Science 330, 6034, 646-649 (2008)
著者:A. Politi, M. Cryan, J. Rarity, S. Yu and J. O’Brien
発表内容:
空間光学系による量子回路は,従来よりその干渉の不安定性さや調整の煩雑さが問題視されてきた.このような背景を踏まえ,本研究では量子コンピュータの基本ゲートの一つであるCNOTゲートをSiチップ上に既存の半導体プロセスによって作製した.本研究は,光子の干渉の安定化のみならず,量子回路の小型化や集積化にも大きく貢献すると考えられる.
本Journal clubでは,光子によるCNOTゲートが実現されるに至った歴史的な経緯やゲートの動作原理など,基礎的な部分を中心に解説する予定です.


日時:2012年8月29日(水) 9:00 (40分程度)
場所:14-216
発表者:加藤拓巳
タイトル:Quantum-coherent coupling of a mechanical oscillator to an optical cavity mode
出典:Nature, 482, 63&8211;67 (2012)
著者:Verhagen, E., Del&233;glise, S., Weis, S., Schliesser, A., & Kippenberg, T. J.
発表内容:
機械的振動子と光共振器モードとの量子コヒーレント結合
近年,非常に微小な空間に光を閉じ込める微小光共振器を利用して,光と機械振動のモードを結合させる試みが行われている.これは光の放射圧を利用して,機械振動を励起し, 機械振動から光を励起するというコヒーレントな結合である.従来はマイクロ波-機械振動のコヒーレント結合までしか実現されていなかったのに対して,本論文では, 光-機械振動の量子レベルでのコヒーレントな結合を目指した.そして実験によって,弱い古典光パルスを使った励起により,時間領域において平均1個以下の量子のレベルで, 光と微小機械振動子との間のエネルギー交換が起こることを明らかにした.
本Journal clubでは,opto-mechanicsと呼ばれるこの分野の基礎的な概念から,本実験で達成された事柄,今後の展望を説明したいと思います.


日時:2012年8月23日(木) 9:00 (40分程度)
場所:14-219
発表者:工藤寛史
タイトル:Flight PSP Measurement Test Using Beechcraft 65
出典:AIAA-2012-1189
著者:Kazuyuki Nakakita, Shunsuke Koike, Mitsuru Kurita, and Kazuya Masui
発表内容:
本論文では,Pressure Sensitive Paint (PSP)という感圧塗料に関する論文について紹介します.PSPは主に航空機などの風洞実験において用いたれ,機体表面にかかる圧力の 測定を行うものとして近年発達してきた技術です.従来の表面計測は,模型の表面に無数の穴(圧力孔)を設け,そこから伸ばした配管をつなぐことで計測を行っていましたが, PSPの測定では表面に酸素消光剤をスプレーするだけで計測が行えるため,コストが安価で,作業が簡易であり,さらには従来の点計測ではなく面計測ができるというメリットがあります. 今回はこのPSPを飛行機Beechcraft 65の翼部分にスプレーした後に,実際に仙台空港から福島の間を飛行させ,飛行中にどのような結果が得ることができるかについて報告します. 現在,宇宙航空開発機構(JAXA)のインターンシップに参加しているため,今回この論文を紹介することにしました.そのため,JAXAについての話も少し交えながら,話していきたいと思います..


日時:2012年8月9日 10:30~ (40分程度)
場所:14-213
発表者:小川陽平
タイトル:Near-field electrical detection of optical plasmons and single-plasmon sources
出典:Nature Physics 5, pp. 475-479 (2009).
著者:Abram L. Falk et al.
発表内容:
表面プラズモンポラリトン(SPP)を用いた光回路では,SPPの局在と検出効率を同時に大きくすることは難しかった.本研究ではプラズモンとナノ細線FETの近接場カップリング を用いた新しいSPPの検出法を提案した.ナノサイズでありながら10%という高効率で検出可能で,さらに信号を増幅して検出することも可能である点が特徴である.本発表では, 原理およびプラズモンを用いる優位性について特に重点的に解説する予定である.


日時:2012年7月3日 15:00~ (40分程度)
場所:23-505
発表者:工藤寛史
タイトル:110 W ceramic Nd3+ : Y3Al5O12 laser
出典:Appl. Phys. B 79, 25-28 (2008Opt. Lett. 33, 1569 (2004).
著者:J. Lu et al.
発表内容:
本論文では,セラミックYAGを用いたレーザで単結晶YAGに相当する110 Kというハイパワーを達成したことを発表します.セラミックスは原理的には単結晶に適うはずがないのですが,単結晶の作製方法が完全に確立されていない事とセラミックスの作製過程の改良により今回の結果を達成する ことが出来ています.今回はセラミックYAGと単結晶YAGのそれぞれのレーザ・素子の性能,そして生産的な面の比較を中心的に講義をします


日時:2012年5月29日 17:00~ (40分程度)
場所:14-202
発表者:吉岐 航
タイトル:Observing the Average Trajectories of Single Photons in a Two-Slit Interferometer
出典:Science 332, 6034, 1170-1173(2011).
著者:S. Kocsis et al.
発表内容:
不確定性原理により,2重スリットを通過した単一光子の軌跡を観測することは原理的に不可能である.しかし,本論文では”weak measurement”と呼ばれる方法を用いて平均的な光子の軌跡を観測することに成功した.本発表では,用いられた原理と実験方法について特に重点的に解説する予定である.


日時:2012年5月23日 10:00~
場所:12-208
発表者:工藤寛史
タイトル:Crystal quartz optical whispering-gallery resonators
出典:Opt. Lett. 33 14 1569 (2008).
著者:V. S. Ilchenko et al.
発表内容:


日時:2012年5月16日 13:15~
場所:14-211
発表者:加藤拓巳
タイトル:Observation of the dynamical Casimir effect in a superconducting circuit
出典:Nature 479 376 (2011).
著者:C. M. Wilson et al.
発表内容:


日時:2012年5月1日 13:00~
場所:14-211
発表者:小川 陽平
タイトル:Fluorescence photon measurements from single quantum dots on an optical nanofiber
出典:Nature 479 376 (2011).
著者:C. M. Wilson et al.
発表内容: