広帯域インコヒーレント放射光の可干渉性を利用する革新的光技術の探索
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22K18705
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 14:Plasma science and related fields
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| Research Institution | Institute for Molecular Science |
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Principal Investigator |
加藤 政博 分子科学研究所, 極端紫外光研究施設, 特任教授 (30185871)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | 放射光 / 干渉 / 光子 / 電磁波 / 波束 / アンジュレータ / 干渉計 / 電子 / 分光器 / 加速器 / コヒーレンス / イメージング |
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| Outline of Research at the Start |
近赤外から紫外の波長領域においては、広帯域・インコヒーレントな単一光源からの光をビームスプリッタで分離することで相互に可干渉な２つの光ビームを作り出し、超高速分光、高分解能断層撮像、超高解像度顕微鏡などへ応用している例がある。本研究では、まず、放射光源から相互に可干渉な複数の光ビームを取り出すことが可能であることを実証する。波長域に強い制約を与えるビームスプリッタを用いることなく、テラヘルツ波からX線に至るあらゆる波長域で相互に可干渉な光ビームを作り出し、放射光特有の正確に制御された超高速時間構造を反映した干渉効果を活用する全く新しい放射光応用への道を切り拓くことに挑戦する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
近赤外から紫外の波長領域において、広帯域・インコヒーレントな単一光源からの光をビームスプリッタで分離することで相互に可干渉な２つの光ビームを作り出し、超高速分光、高分解能断層撮像、超高解像度顕微鏡などへ応用している例がある。本研究では、その基盤技術として、放射光源から相互に可干渉な光ビームを取り出すことに挑戦している。さらにレーザー分野などで先行して行われている可干渉性を利用する先進的な光技術を放射光分野に展開することを目指している。2022年度には、本研究の発想の基礎である放射波束の時間構造を実験的に観測することを目指し、超短パルスレーザーの分野で実績のあるSPIDER法を適用することで、アンジュレータ放射波束がフェムト秒オーダーの有限サイクル波形を有することを実証することができた。2023年度にはさらに広帯域の観測データを用いて再構成の精度の向上を目指す実験を計測した。また、2022年度までに確立したストレージリングにおける単一電子蓄積技術を用いて、2023年度には直列アンジュレータから単一電子が放射する波束の時間構造に関する良好な観測結果を、我々の知る限り世界で初めて、得ることができた。この結果は複数の学会で口頭発表等を行った他、現在、論文執筆を進めている。また、放射波束の可干渉性を利用する応用研究の原理実証実験に向けて、放射光分野ではほとんど前例がない光ファイバーを用いる実験系の構築を目指して準備を進めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
単一電子からの放射波束に関する良好なデータを得るなど、当初の想定よりも進んだ部分もあるが、限られたビームタイムのなかで、そこにやや時間を取られすぎた面もあり、全体としてはおおむね順調と言える状態である。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究で得られた単一電子からの放射波束に関する観測実験結果について論文化を急ぐとともに、量子計測の専門家との議論を深め、その結果をもとに、直列アンジュレータからの放射波束の干渉性に関する実験の進め方を早急に決定し、これを集中的に進める。
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Report
(2 results)
Research Products
(9 results)
