• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Spatio-temporal control of ultrashort optical pulses based on hyper-spectral control of light waves

Research Project

Project/Area Number 17K05069
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Optical engineering, Photon science
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

Yamane Keisaku  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (50447075)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2019: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2017: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Keywords超高速時空間制御 / チャープ / 超短光パルス / 空間光変調器 / 超高速変調制御 / 応用光学 / 光源技術 / 高性能レーザー / 光ピンセット / 光物性
Outline of Final Research Achievements

We developed a novel high efficiency converter for spatio-temporal control of ultrashort optical pulses based on a Sagnac-interferometer-type configuration. Thanks to flexibility of a spatial light modulator,
ultrafast controls of the beam profiles were demonstrated in picosecond regime
in various directions such as azimuth, radial, linear directions. Furthermore, ultrafast controls of polarization states were also employed by applying our unique technique for spatio-temporal control of ultrashort optical pulses.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年、光渦に代表される空間制御された光波が注目を集めており、光マニピュレーション、レーザー加工など多岐に渡る分野へ応用されている。本研究開発は空間制御技術と超高速技術との融合によって達成された全く新しい技術であり、光波状態の制御周波数は従来技術に比べ3桁以上高く最大THz域にも達する。その高速性、自在性により、上記応用の著しい高速化に加え、準粒子の超高速制御、空間制御されたTHz波の発生など多岐にわたる新しいアプリケーションを創生する基礎技術として期待できる。

Report

(4 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (28 results)

All 2020 2019 2018 2017

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (25 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Invited: 6 results)

  • [Journal Article] Laguerre-Gaussian vortex mode generation from astigmatic semiconductor microcavity2020

    • Author(s)
      K. Nakagawa, K. Yamane, R. Morita, Y. Toda
    • Journal Title

      Applied Physics Express

      Volume: 13 Issue: 4 Pages: 042001-042001

    • DOI

      10.35848/1882-0786/ab7bf7

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Comprehensive quantitative analysis of vector beam states based on vector field reconstruction2019

    • Author(s)
      Suzuki Masato、Yamane Keisaku、Oka Kazuhiko、Toda Yasunori、Morita Ryuji
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 9 Issue: 1 Pages: 9979-9979

    • DOI

      10.1038/s41598-019-46390-7

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] トポロジカル光波の発生・計測技術2018

    • Author(s)
      山根 啓作
    • Journal Title

      電子情報通信学会論文誌 C

      Volume: J101-C Pages: 509-517

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 空間モード多重を利用した光波の超高速時空間制御2020

    • Author(s)
      本田 亜沙美、佐々木 凜、山根 啓作、戸田 泰則、森田 隆二
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第40回年次大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 光波のlog-polar変換を用いた軌道角運動量分解の高精度化2020

    • Author(s)
      山根 啓作、渡辺 悠歩、飯塚 健介、戸田 泰則、森田 隆二
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第40回年次大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 偏光回折素子を用いた高精度 OAM モード分解光学系の検討2020

    • Author(s)
      山根 啓作, 渡辺 悠歩, 坂本 盛嗣, 小野 浩司, 岡 和彦, 戸田 泰則, 森田 隆二
    • Organizer
      第67回応用物理学会 春季学術講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Efficient generation of intense spatio-temporally controlled light waves2019

    • Author(s)
      Keisaku Yamane, Kohei Iwasa, Rin Sasaki, Kazuhiko Oka, Yasunori Toda and Ryuji Morita
    • Organizer
      SPIE Structured Light (OPTICS & PHOTONICS International Congress 2019)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of high-efficiency beam converter for ultrafast spatio-temporal control of light waves2019

    • Author(s)
      Keisaku Yamane, Kohei Iwasa, Rin Sasaki, Kazuhiko Oka, Yasunori Toda and Ryuji Morita
    • Organizer
      CLEO/Europe-EQEC Conference 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Improvement of resolution in orbital angular momentum decomposition based on beam duplication by using a Sagnac interferometer2019

    • Author(s)
      Keisaku Yamane, Yuho Watanabe, Kazuhiko Oka, Yasunori Toda and Ryuji Morita
    • Organizer
      CLEO/Europe-EQEC Conference 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 光波の幾何学的変換に基づくOAMモード分解素子の開発2019

    • Author(s)
      山根 啓作
    • Organizer
      「次世代無線通信技術とフォトニクス」ワークショップ(主催: IEEE MTT-S Kansai Chapter, IEEE PS Kansai Chapter)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] トポロジカル光波の超高速時空間制御2019

    • Author(s)
      山根啓作,岩佐康平,佐々木凛,渡辺悠歩,岡和彦,戸田康則,森田隆二
    • Organizer
      一般社団法人レーザー学会学術講演会 第39回年次大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 時空間制御光波発生のための高繰り返しファイバーレーザーの開発2019

    • Author(s)
      島谷 航平、山根啓作、戸田泰則、森田隆二
    • Organizer
      第54回応用物理学会北海道支部学術講演会、第15回日本光学会北海道支部
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] OAM モード分解精度向上のための低損失ビーム整形素子の開発2019

    • Author(s)
      渡辺 悠歩, 山根 啓作 , 岡 和彦, 戸田 泰則
    • Organizer
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 高効率な時空間制御光波発生装置の開発2019

    • Author(s)
      岩佐 康平, 佐々木 凜 , 山根 啓作, 岡 和彦 , 戸田 泰則, 森田 隆二
    • Organizer
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Ultrafast spatio-temporal control of light waves by use of a chirped pulse pair2018

    • Author(s)
      Kohei Kakizawa,Kohei Iwasa,Keisaku Yamane,Yasunori Toda and Ryuji Morita
    • Organizer
      The 12th International Conference on Excitonic and Photonic Processes in Condensed Matter and Nano Materials (EXCON 2018)
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of high-precision mode decomposition devices for optical vortices2018

    • Author(s)
      Keisaku Yamane, Yuho Watanabe, Isamu Wakisaka, Kazuhiko Oka, Yasunori Toda and Ryuji Morita
    • Organizer
      Frontiers in Optics/Laser Science Conference (FiO/LS) 2018
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 光波の幾何学的変換を利用したOAM分解素子の開発2018

    • Author(s)
      山根啓作、脇坂勇武、渡辺悠歩、岡 和彦、戸田泰則、森田隆二
    • Organizer
      電子情報通信学会LQE研究会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 光渦の軌道角運動量分解精度向上のための光波複製光学系の開発2018

    • Author(s)
      渡辺 悠歩、山根 啓作 、岡 和彦、戸田 泰則 、森田 隆二
    • Organizer
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] チャープパルス対を利用した直線偏光の偏光方位の sub-THz域超高速回転2018

    • Author(s)
      佐々木 凜、岩佐 康平 、山根 啓作、戸田 泰則、森田 隆二、岡 和彦
    • Organizer
      第79回応用物理学会秋季学術講演会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 光波の幾何学的変換に基づく光渦の軌道角運動量分解における強度歪み補正2018

    • Author(s)
      脇坂勇武、渡辺悠歩、山根啓作、岡 和彦、戸田泰則、森田隆二
    • Organizer
      日本光学会年次学術講演会 Optics&Photonics Japan 2018 (OPJ 2018)
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 自己参照型干渉法を用いた光渦の小型軌道角運動量分解装置の構築2018

    • Author(s)
      住吉祥吾、山根 啓作、戸田 泰則、森田 隆二
    • Organizer
      第53回応用物理学会北海道支部学術講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Generation of arbitrary axisymmetrically polarized pulses with a broadband spectrum2018

    • Author(s)
      Ryuji Morita, Masato Suzuki, Keisaku Yamane, Yasunori Toda and Kazuhiko Oka
    • Organizer
      SPIE Photonics West 2018
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 偏光における幾何学的位相を利用した軌道角運動量分解素子の開発2018

    • Author(s)
      山根 啓作、渡辺 悠歩、岡 和彦、戸田 泰則、森田 隆二
    • Organizer
      第65回応用物理学会春季学術講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Generation of intense ultrafast-rotating ring-shaped optical lattices with programmable control of rotational symmetry2017

    • Author(s)
      Keisaku Yamane, Kohei Iwasa, Kohei Kakizawa, Kazuhiko Oka, Yasunori Toda and Ryuji Morita
    • Organizer
      Optics & Photonics International Congress (OPIC) 2017
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 超短トポロジカル光波の発生・計測と応用2017

    • Author(s)
      山根 啓作、森田 隆二
    • Organizer
      超高速光エレクトロニクス(UFO)研究会 第1回研究会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] sub-mJ級超高速回転リング状光格子の発生2017

    • Author(s)
      岩佐 康平, 柿澤 康平, 山根 啓作, 岡 和彦, 戸田 泰則, 森田 隆二
    • Organizer
      第78回応用物理学会 秋季学術講演会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] トポロジカル光波の発生・計測技術2017

    • Author(s)
      山根 啓作
    • Organizer
      2017年 電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 時空間領域における光波制御技術2017

    • Author(s)
      山根 啓作、森田 隆二
    • Organizer
      Optics & Photonics Japan 2017
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Invited

URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2024-12-25  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi