2022 Fiscal Year Annual Research Report
Generation of Vector Beams using Semiconductor Nanowires
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20H02176
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
本久 順一 北海道大学, 情報科学研究院, 教授 (60212263)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
冨岡 克広 北海道大学, 情報科学研究院, 准教授 (60519411)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ナノワイヤ / ベクトル光波 / ナノワイヤレーザ / 偏光解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和4年度は、前年度に確認されたGaAs/InGaAs/GaAs コアマルチシェル構造ナノワイヤより得られた中空ドーナツ状の円筒ビクトルビームを中心に、ナノワイヤ共振器より得られる光波の詳細な解析を行い、そのモードを検証・同定した。具体的には、まず、連続光励起した場合に得られた共振器ピークについてビーム形状および偏光状態を解析したところ、中心部は無偏光であるが、サイドローブ部分は軸対称の偏光分布を有していること、特に波長版と偏光板を通過した後のビームプロファイルが波長版の回転方向に従って回転することなどより、TEモードに対応する方位偏光のベクトル光波成分が含まれていることを確認した。一方、パルス光励起して得られる、半値幅が狭く、励起光強度とともに非線形的に強度が増大する、ドーナツ状のビーム形状の発光ピークは、その励起光強度の強度変化が微小共振器レーザのレート方程式により説明できることを示し、レーザ発振により得られたピークであることを証明した。そして、波長版と偏光板を通過した後のビームプロファイルが、波長版の回転方向とは逆方向に回転することが明らかとなった。これらの実験結果は、ナノワイヤにおける導波モード解析とミュラー行列計算による数値シミュレーション、およびナノワイヤ共振器の共振器モードの解析を通じて、高次の導波モードであるHE21モードを起源とする共振器モードがレーザ発振することによって得ることのできる高次のベクトル光波発生として説明することができた。以上、ナノワイヤより軸対称ベクトルビームが発生できることを示すとともに、ナノワイヤをレーザ発振させることによって、ナノワイヤの共振器モードに起因する純粋な軸対称ベクトルビームを発生させることに成功した。
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| Research Progress Status |
令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。
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