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Visualization of Gouy phase of higher order Laguerre Gauss mode and its application to optical measurement

Research Project

Project/Area Number 18K14151
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 30020:Optical engineering and photon science-related
Research InstitutionKochi University of Technology

Principal Investigator

Kobayashi Hirokazu  高知工科大学, システム工学群, 准教授 (60622446)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywordsグイ位相 / 光渦 / 動径モード / 空間位相変調器 / 光計測 / ラゲールガウスビーム / ドップラー速度計
Outline of Final Research Achievements

We have studied about visualization of the Gouy phase for higher-order radial mode in Laguerre-Gaussian (LG) beam as the rotation of the intensity distribution with the propagation (Gouy rotation). As a result, we first optimize the phase distribution of the spatial light modulator (SLM), and then we have succeeded to generate the radial mode up to p=10 with high accuracy. Furthermore, we experimentally demonstrated that the Gouy rotation can be increased in proportion to the radial mode p.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

伝搬に伴い回転する強度分布を持った光ビームは微小粒子の光操作に応用可能である。またGouy位相に起因した強度分布の回転はGouy位相で誘起されるドップラーシフトとして理解することができる。したがって既存のドップラー速度計とは原理的に異なる速度計測が実現可能である。さらにGouy位相によるドップラーシフトは通常の線形ドップラーシフトとは符号が逆であるため、吸収分光などにおけるドップラー広がりを低減する効果を持ち、分光測定やその他の光計測への応用が期待される。

Report

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

    (6 results)

All 2019 2018

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Integer multiplier for the orbital angular momentum of light using a circular-sector transformation2019

    • Author(s)
      Satoru Takashima, Hirokazu Kobayashi, and Katsushi Iwashita
    • Journal Title

      Physical Review A

      Volume: 100 Issue: 6 Pages: 063822-063822

    • DOI

      10.1103/physreva.100.063822

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 高次モードの光渦の伝搬による光強度分布回転2019

    • Author(s)
      横川 恒助, 小林 弘和, 岩下 克
    • Organizer
      2019年度応用物理・物理系学会 中国四国支部 合同学術講演会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Integer Multiplier for Orbital Angular Momentum of Light2019

    • Author(s)
      Hirokazu Kobayashi, Satoru Takashima, Katsushi Iwashita
    • Organizer
      5th International Conference on Optical Angular Momentum
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 光渦の伝搬による光強度分布回転2019

    • Author(s)
      横川 恒助, 小林 弘和, 岩下 克
    • Organizer
      OPE研究会2019年度4月研究会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report 2018 Research-status Report
  • [Presentation] 幾何学変換を利用したOAM逓倍操作と動径モードによるGouy回転の増幅2019

    • Author(s)
      小林 弘和
    • Organizer
      第4回光渦討論会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 光渦の強度分布の回転によるGouy位相の可視化2018

    • Author(s)
      横川 恒助, 小林 弘和, 岩下 克
    • Organizer
      電気関係学会四国支部連合大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2021-02-19  

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