誘導ラマン反強磁性共鳴を用いたマルチポート光非相反性素子

• 研究課題/領域番号: 18K18735
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分13:物性物理学およびその関連分野
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 大道 英二 神戸大学, 理学研究科, 准教授 (00323634)
• 研究期間 (年度): 2018-06-29 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円); 2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2018年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
• キーワード: ウィスパリングギャラリーモード / テラヘルツ波 / 反強磁性共鳴 / 誘導ラマン / 微小光共振器 / テラヘルツ

研究成果の概要

本研究では、反強磁性体を微小光共振器とするウィスパリングギャラリーモード（WGM）の観測を目指して測定系を構築した。微小共振器と光学系の結合方式は位相整合の観点からプリズムを用いた結合方式を採用した。微小球をプリズムに近接した状態で、レーザー光をプリズム内部へと導光し、その透過光強度を測定した。波長掃引は、レーザーの素子温度を精密に制御することにより行った。微小ガラス球を用いて測定系のテストを行い、ウィスパリングギャラリーモードによるものと思われる信号を観測することができた。また、二色のレーザー光をプリズム内部に導光し、微小共振器内に差周波数であるテラヘルツ波の発生を試みた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発した技術は、将来的にマルチポート光非相反性デバイスへとつながる成果として位置づけることができる。このデバイスはでは制御光の入力ポートによって、入出力光の透過特性を選択的に制御することが可能になる。また、反強磁性体を用いることで反強磁性共鳴の周波数をチューニングできることから、入出力光の動作周波数をチューナブルに変えることができる。このように外部からの制御光で透過特性を選択できるような光非相反性素子はこれまでになく、将来的には新規光デバイスへの応用が期待される。その意味で、本研究は多彩な内部自由度と高速応答性を両立する反強磁性体光デバイスの新しい可能性を開拓するものである