2018 Fiscal Year Annual Research Report
Fundamental study on Metrology dressed photon probe for analyzing atomic clusters in machining phenomena
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17K18828
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
高谷 裕浩 大阪大学, 工学研究科, 教授 (70243178)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
水谷 康弘 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (40374152)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2019-03-31
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| Keywords | フォトン・プローブ / 加工現象解析 / 量子もつれ / ドレスト光子 / 原子構造体 / ナノ微細加工 / ナノ機械加工 / フォトンメトロロジー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ナノ機械加工における加工機序を解明するためには，加工現象を数10nmのナノ領域に局所化し，原子構造体（工具）と原子構造体（被加工物）の力学的相互作用によって生ずる温度場や応力場の原子スケールの過程を計測・解析する必要がある．そこで本研究は，2つの量子もつれ光子(量子もつれ光子対)の量子もつれ状態特有の強い量子的相関を利用することによって，量子もつれ光子対，ドレスト光子およびフォノンの量子効果と相互作用を機序とする計量ドレスト光子プローブの基本原理の確立を目的とする．この目的を達成するためには，プローブ性能を左右する構成要素である，量子もつれ光子を発生させる光源(量子もつれ光源)のおよび量子もつれ状態検出光学系の開発と基本特性の検証が最も重要な課題である．本年度は，前年度に開発した偏光量子もつれ光子対光源の基本特性をより精確に検証するため，同時計数計測手法の詳細な検討を行い，次の研究成果[1]，[2]を得た．
[1] 偏光量子もつれ光子対の量子もつれ状態を詳細に検討するため， 光子対をパルス信号として検出する高感度な2つの単一光子検出器，および2つのパルス信号が入力された時間差を測定可能な，時間振幅変換回路を用いた，量子もつれ状態検出光学系を構築し，擬似信号等による動作検証実験を行った．
[2] 波長402.7nm光子から波長805.4nmの偏光量子もつれ光子対が生成される量子もつれ光源を用いた，光子対同時計数測定実験を遂行した．２つの単一光子検出器の前に，それぞれ偏光子とバンドパスフィルタを配置し，4×4=16通りの直線偏光方位の組み合わせによる同時計数計測を行った．外乱光ノイズによるCHSHパラメータ，および密度行列を用いた評価指標である充実度の基本特性を詳細に検討することによって，偏光量子もつれ光源で生成された偏光量子もつれ光子数計数の不確かさが向上した．
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