オルトウィン・ヘス

オルトウィン・ヘス(1966 年生まれ) はドイツ生まれの理論物理学者で、トリニティ・カレッジ・ダブリン (アイルランド) とインペリアル・カレッジ・ロンドン (英国) に在籍し、凝縮物質光学を研究しています。凝縮物質理論と量子光学を橋渡しする彼は、量子ナノフォトニクス、プラズモニクス、メタマテリアル、半導体レーザーダイナミクスを専門としています。1980 年代後半から、彼は 300 を超える査読付き論文の著者および共著者を務めており、その中で最も人気のあった「メタマテリアルにおける光の「閉じ込められた虹」保存」は 400 回以上引用されています。彼は量子利得を備えたアクティブ（利得増強）ナノプラズモニクスとメタマテリアルの先駆者であり、2014年にキャビティフリー（ナノ）レーザー発振と増幅表面プラズモンポラリトンの局在化への新しい方法として「ストップト光レーザー発振」原理を導入し、h指数33を獲得しました。 ^[1]

ヘスはエアランゲン大学とベルリン工科大学の卒業生です。1995年から2003年までエディンバラ大学とマールブルク大学で博士研究員を務め、 1997年にドイツのシュトゥットガルトにある技術物理学研究所の教員になりました。 1998年にシュトゥットガルト大学物理学部の非常勤教授になり、その後フィンランドのタンペレ工科大学のフォトニクスの講師にもなりました。1997年から1998年までスタンフォード大学の客員教授、1999年から2000年までミュンヘン大学の客員教授を務めました。^[2] 2012年7月、アッベフォトニクススクールの客員教授でした。ヘス氏は現在、ロンドンのインペリアル・カレッジでメタマテリアルのレバーハルム教授を務めており、プラズモニクスとメタマテリアルセンターの共同ディレクターも務めている。^[3]

メタマテリアルにおけるスローライトの調査 ヘスは、光パルスの構成色がメタマテリアル（またはプラズモニック）ヘテロ構造内のさまざまなポイントで完全に停止する「トラップされたレインボー」原理^[4]を発見し、説明しました。彼は、量子利得を備えたアクティブメタマテリアル^{[5]の先駆者であり[6]} 、自己組織化ナノプラズモニックメタマテリアルにおける光学キラリティーの理論を開発し^{[7] [8]} 、最近では、キャビティフリーナノレーザー発振と、SPP凝縮を彷彿とさせる増幅表面プラズモンポラリトン（SPP）の局在化への新しい方法として 「ストップトライトレーザー発振」^{[9]を導入しました。}

「遅い」光と「停止した」光の分野への関心は、光と物質の相互作用における極めて非線形な効果と、量子情報を処理する新しいアーキテクチャを促進する光量子メモリによって、光信号に対するはるかに優れた制御が得られるという見通しから生じています。^[10]正の屈折率を持つ従来の誘電体材料では、構造的無秩序の存在のためだけでなく、進行する光信号を完全に「停止」することは不可能です。^{[10]これは、ヘスが半導体量子ドットの遅い光[11] [12]}とフォトニック結晶の停止光点近くでの自然放出のダイナミクスに関する広範な研究から得た重要な観察でした。 ^[13]ヘスは、従来の媒体のこの基本的な制限を克服する方法がナノプラズモニック導波路構造を使用することであると理論的に示しました。^{[9] [10]}

ヘスは、半導体レーザーの時空間および非線形ダイナミクス^{[12] [14] [15] [16]}や計算フォトニクスの研究にも貢献しています。彼のグループで開発されたアルゴリズムとコードは、高性能並列コンピュータで実行され、ナノスケールシステムの温度の定義^[17]から、実験的に実現された量子ドット半導体光増幅器の超短パルスの最適化に至るまで、現代のナノ物理学のさまざまな側面を解明するために使用されています。 ^[12] 2011年以来、ヘスはキラルナノプラズモニックメタマテリアルの光学活性の理論を開発し^[8]、自己組織化金メタマテリアルのチューナビリティに関する実験の説明を提供しました。^[7]

最近、ヘスは「メタレーザー」の開発を開始し、「ストップライトナノレーザー」を提案した。これは、ナノプラズモニックメタマテリアル、量子フォトニクス、半導体レーザーにおける彼の能力を活用し、統合するものである。当初、この研究の動機は、ゲインを導入することでメタマテリアルの散逸損失を補償することであった。^[18]しかし現在、波長の5分の1未満で超高速であり、光と増幅プラズモンの両方を統合するプラットフォームを提供するなど、前例のない設計上の特徴を備えた新しいクラスの超高速「ストップライトナノレーザー」を実現することを目指しており、^{[9] [10]}通信用半導体チップとのナノスケールでの統合を可能にする。

1. Hamm, JM, & Hess, O. (2013). 2つの2次元材料は1つよりも優れている、Science 340、1298–1299。
2. Pusch, A., Wuestner, S., Hamm, JM, Tsakmakidis, KL, & Hess, O. (2012). ゲイン強化ナノプラズモニックメタマテリアルにおけるコヒーレント増幅とノイズ: Maxwell-Bloch Langevin アプローチ. ACS Nano, 6, 2420–2431.
3. Hamm, JM, Wuestner, S., Tsakmakidis, KL, & Hess, O. (2011). アクティブフィッシュネットメタマテリアルにおける光増幅の理論。Phys Rev Lett, 107, 167405.
4. Wuestner, S., Pusch, A., Tsakmakidis, KL, Hamm, JM, & Hess, O. (2010). 負の屈折率メタマテリアルにおける損失の克服と利得の実現。Phys Rev Lett, 105, 127401。
5. ヘス、O. (2008)。光学：平地への別れ。ネイチャー、455、299-300。
6. Bohringer, K., & Hess, O. (2008). 半導体レーザーの時空間ダイナミクスに対するフルタイムドメインアプローチ。I. 理論的定式化。Prog Quant Electron、32、159–246。
7. Ruhl, T., Spahn, P., Hermann, C., Jamois, C., & Hess, O. (2006). 二重逆オパールフォトニック結晶: フォトニックバンドギャップスイッチングへの道。Adv Funct Materials, 16, 885。
8. Gehrig, E., Hess, O., Ribbat, C., Sellin, RL, & Bimberg, D. (2004). 量子ドットレーザーの動的フィラメント化とビーム品質 Appl Phys Lett, 84, 1650.

Scholia にはOrtwin Hessの著者プロフィールがあります。

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