High-quality THz OAM mode generation based on difference frequency generation
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19K05299
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 30020:Optical engineering and photon science-related
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | テラヘルツ / 光渦 / 軌道角運動量 / 非線形光学 / ベッセルビーム / 周波数可変 / 差周波発生 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究課題では、固有モード性を保ったテラヘルツ光渦を周波数可変かつ任意次数で発生させることが可能な、テラヘルツ光渦シンセサイザーの実現を目的としている。
光渦とは、位相が一意に決まらない位相特異点に起因した螺旋波面を有し、軌道角運動量・ドーナツ型強度分布といった特徴を持つ光の総称である。非線形波長変換を用いる本手法では、既存のテラヘルツ光渦の様な発生できる周波数と次数に制限を一切受けず、高いモード純度を達成できる。テラヘルツ光渦シンセサイザーは、物性研究の新たなツールとしての応用が期待される。
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| Outline of Final Research Achievements |
We have demonstrated a widely tunable terahertz (THz) vortex generation based on difference frequency generation in combination with a 4’-dimethylamino-N-methyl-4-stilbazolium tosylate crystal pumped by 1.5μm dual-wavelength pump beams having Gaussian and optical vortex profiles. The generated THz vortex output exhibits a high-purity orbital angular momentum mode with a topological charge of LTHz = ± 1 in a frequency range of 2-6 THz. The maximum average power of the THz vortex output reached up to ~3.3μW at 4 THz.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
非線形フォトニクスに立脚した本手法において、これまで実現できなかったテラヘルツ光渦の周波数可変性を実現した。さらに、軌道角運動量の高純度固有モードを各発生周波数において担保できる点が大きな利点として挙げられる。周波数可変高純度テラヘルツ光渦光源を用いる事で、軌道角運動量を主成分とした新奇テラヘルツ分光など、テラヘルツ領域における光物性研究への新たな応用展開が期待される。
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Report
(4 results)
Research Products
(25 results)
