2020 Fiscal Year Annual Research Report
Recording and reconstruction of motion picture of polarization of a femtosecond light pulse propagating microscopic field and its application to observation of ultrafast phenomena
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17H01062
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
粟辻 安浩 京都工芸繊維大学, 電気電子工学系, 教授 (80293984)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 光工学・光量子科学 / 可視化 / ホログラフィー / 光伝播 / 偏光 / 高速度撮影 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度までに構築した，ホログラフィック乾板を用いて記録する光学系をそれぞれ応用して，偏光が高速に変化する様子の動画像記録の可能性を試験した．高速に偏光の様子が変化する現象として，フェムト秒光パルスが異なる光学媒質の境界面に入射する際に入射の前後で偏光成分が変化しながら伝播する様子の動画像記録を世界で初めて試みた．光がブリュースター角で境界面に光が入射すると，入射光の偏光成分のうち水平偏光は反射せず垂直偏光のみが反射する．フェムト秒光パルスが異なる光学媒質の境界面にブリュースター角で入射する様子を動画像記録するためには，これまでに構築した光学系そのままでは記録や観察が困難であった．そのために次のように改良した光学系を構築した．まず，境界面に接した拡散板には光パルスの進行方向には細くかつその垂直方向には長い光パルスを入射させる必要がある．そこで，シリンドリカルレンズを用いて物体照明光パルスを整形する光学系を構築・導入した．次に，光パルスを境界面にブリュースター角で入射できるように物体照明光パルスを光学定盤から斜め上方から入射させる必要がある．そこで，物体照明光パルスの光路を3次元的に構築した．さらに，境界面での入射光パルスの偏光は微小部分で変化する，この変化を容易に観察できるように拡大光学系を境界面とホログラフィック乾板ならびにディジタルカメラとの間に構築した．これらの改良をした光学系を用いて光パルスが空気中からガラス中にブリュースター角で入射する光に対して，その光の偏光の様子を動画像として記録可能性を試験した．偏光の様子として，伝播する光を異なる4方向の直線偏光成分に分解し，各偏光成分が伝播する様子の同時動画像記録した．その結果，空気とガラスの界面での入射光，反射光，屈折光に分かれた光パルスの偏光情報を正しく得られることを確認した．
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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