2012 Fiscal Year Annual Research Report
モノサイクル量子もつれ光の実現と新しい時間領域トモグラフィ法による検証
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11J00744
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
田中 陽 大阪大学, 基礎工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Keywords | 量子光学 / 非線形光学 / 量子情報 / 量子もつれ / 量子測定 / もつれ光子対 / 擬似位相整合素子 / 二光子波導関数 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は量子力学的もつれを利用した高い同時性をもつ光子対の発生である。当該年度では前年度実施されたチャープ擬似位相整合素子を用いた超広帯域光子対発生実験について論文を執筆し、Optics Express誌に掲載された(Opt.Express20(23),25228-25238(2012)。
今年度の実験状況については、時間領域トモグラフィに先立ち、光子対の周波数相関測定を実施した。その結果、65THzという世界最大の帯域幅を持つ周波数相関光子対の直接測定に成功した。実験では光電子増倍管(浜松ホトニクスとの共同研究)を用い、励起光パワーを最適化した。測定結果が周波数領域の波動関数の絶対値の自乗に比例していることから、部分的であるが二光子波動関数のトモグラフィを実施できたといえる。
また当初予定していた和周波発生実験を修士課程の学生及びボスドクが実施する方針に変更し、密な議論を重ねた結果相関光子対の和周波発生に成功した。実験は5Wの励起光、非チャープMgSLT結晶を光子対の発生及び和周波の発生に用い、毎秒20カウントの和周波発生信号を記録した。和周波発生の測定結果が時間領域の波動関数の絶対値の自乗に比例していることから、時間領域トモグラフィに向けた今後の実験を加速させるものと考えられる。
チャープ補正については理論計算の結果、分極反転周期のチャープ方向を反転することで群遅延分散が7400fs2から240fs2まで減少することが判明した。これはより単純な二光子波動関数の圧縮方法として素子の向きを逆にするとよいことを意味する。
また共著者として同誌に2編の論文が掲載された(Opt.Express20(13),13977・13987(2012),Opt.Express20(17),19545・19553(2012)。さらに学会活動として米国で開催されたSPIE Photonics West2013に紀要を執筆し、口頭発表を行い、米国にある2研究室を訪問、セミナーを開くなど対外的に活動を行った。
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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
二光子波動関数の時間幅を測定する際の最大の障壁であった和周波発生が測定できた。また、光子対の周波数相関幅が測定可能となったことから、これら二種の実験を比較することが可能となった。チャープ補正については効率的に行う方法が判明し、トモグラフィ理論については前年度でほぼ提示されため。(1)を付けられない理由は実験を行う機会が少なかったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
波長フィルタリングした光子対を二光子干渉させ、二光子の位相コヒーレンスを評価することで波動関数のトモグラフィを実施、論文化する。またチャープ素子を用いた非同軸光子対の和周波発生実験を行い、素子の向きを逆にすることによる圧縮効果を測定し、数サイクルの時間相関測定を目指す。
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[Journal Article] Spectral properties of ultra-broadband entangled photons generated from chirped-MgSLT crystal towards monocycle entanglement generation2013
Author(s)
Akira Tanaka, Ryo Okamoto, Hwan Hong Lim, Shanthi Subashchandran, Masayuki Okano, Labao Zhang, Lin Kang, Jian Chen, Peiheng Wu, Toru Hirohata, Sunao Kurimura and Shigeki Takeuchi
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Journal Title
Proceedings of SPIE
Volume: 8635
Pages: 86350X
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Noncollinear parametric fluorescence by chirped quasi-phase matching for monocycle temporal entanglement2012
Author(s)
Akira Tanaka, Ryo Okamoto, Hwan Hong Lim, Shanthi Subashchandran, Masayuki Okano, Labao Zhang, Lin Kang, Jian Chen, Peiheng Wu, Toru Hirohata, Sunao Kurimura, and Shigeki Takeuchi
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Journal Title
Optics Express
Volume: 20
Pages: 25228-25238
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Spectral properties of ultra-broadband entangled photons generated from chirped-MgSLT crystal towards monocycle entanglement generation2013
Author(s)
A. Tanaka, R. Okamoto, H.H. Lim, S. Subashchandran, M. Okano, L. Zhang, L. Kang, J. Chen, P. Wu, T. Hirohata, S. Kurimura and S. Takeuchi
Organizer
SPIE Photonics West OPTO 2013
Place of Presentation
The Moscone Center, USA
Year and Date
20130202-20130207
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[Presentation] Ultra-broadband correlated photon spectroscopy towards realization of mono-cycle photonic entanglement2013
Author(s)
A. Tanaka, R. Okamoto, H.H. Lim, S. Subashchandran, Y. Eto, M. Okano, L. Zhang, L. Kang, J. Chen, P. Wu, T. Hirohata, S. Kurimura and S. Takeuchi
Organizer
The 16th SANKEN International Symposium 2013
Place of Presentation
大阪大学
Year and Date
20130122-20130123
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