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2014 Fiscal Year Annual Research Report

非整数量子数光渦レーザーの創成とテラヘルツ波光渦シンセシスへの展開

Research Project

Project/Area Number 24360022
Research InstitutionChiba University

Principal Investigator

尾松 孝茂  千葉大学, 融合科学研究科(研究院), 教授 (30241938)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords量子エレクトロニクス / 非線形光学 / レーザー / 特異点光学
Outline of Annual Research Achievements

光渦励起光パラメトリック発振器から発生するシグナル光とアイドラー光の差周波光発生を行うことで6-12um帯のトポロジカル光波を発生させた。さらにシグナル光・アイドラー光と差周波光のトポロジカルチャージの保存則を用いて差周波光の符号(すなわちカイラリティー)を反転できることを見出した。その結果、光学系を一切変更することなく、差周波光のカイラリティーが変調できた。この手法を光渦励起パラメトリックレーザーに適用することで、6-12umの領域で±1のトポロジカルチャージを有する光渦の発生に成功した。
さらに光渦励起パラメトリックレーザーの共振器を平行平面共振器に変更した時、励起光のトポロジカルチャージはシグナル光、アイドラー光に均等分割され、非整数のトポロジカルチャージを持つスプリットリングに近い開環状強度分布のシグナル光(非整数トポロジカル光波)が発振する。シグナル光とアイドラー光の波長を縮退点から離調していくにつれてシグナル光・アイドラー光のトポロジカルチャージの大きさが連続的に変化することを発見した。このような非整数トポロジカル光波はl=0,l=1のチャージを持つ光波のコヒーレントな重なり状態とみなすことができ、共振器が次数の異なる空間モードのコヒーレント結合器の役割を果たしていると考えられる。しかしながら、非整数トポロジカル光波のトポロジカルチャージがなぜ連続的に変化するのか、そのメカニズムは未だ完全には理解できていない。そこで、フーリエ干渉計測による電場再生に立脚した非整数トポロジカルチャージの計測法(電場再生軌道角運動量スペクトル測定法)を用いてメカニズム解明に向けた研究を進めている。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (7 results)

All 2014

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 5 results) Presentation (2 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Tunable mid-infrared (6.3-12μm) optical vortex pulse generation2014

    • Author(s)
      Kenji Furuki, Michael-Tomoki Horikawa, Azusa Ogawa, Katsuhiko Miyamoto, Takashige Omatsu
    • Journal Title

      Optics Express

      Volume: 22 Pages: 26351-26357

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1364/OE.22.026351

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Direct observation of the topological charge of a terahertz vortex beam generated by a Tsurupica spiral phase plate2014

    • Author(s)
      Katsuhiko Miyamoto, Takuya Akiba, Kouji Suizu, Takashige Omatsu
    • Journal Title

      Applied Physics Letters

      Volume: 104 Pages: 261104

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1063/1.4886407

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Frequency-doubling of an optical vortex output from a stressed Yb-doped fiber amplifier2014

    • Author(s)
      Mio Koyama, Akito Shimomura, Katsuhiko Miyamoto, Takashige Omatsu
    • Journal Title

      Applied Physics B

      Volume: 116 Pages: 249-254

    • DOI

      10.1007/s00340-014-5879-x

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Ultraviolet vortex generation using periodically bonded β-BaB2O4 device2014

    • Author(s)
      Yuta Sasaki, Mio Koyama, Katsuhiko Miyamoto, Yoshimi Ariga, Tomomi Onda, Ichiro Shoji, Takashige Omatsu
    • Journal Title

      Optics Express

      Volume: 22 Pages: 12829-12835

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1364/OE.22.012829

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] An intracavity, frequency-doubled self-Raman vortex laser2014

    • Author(s)
      Andrew J. Lee, Chunyu Zhang, Takashige Omatsu, Helen M. Pask
    • Journal Title

      Optics Exprss

      Volume: 22 Pages: 5400-5409

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1364/OE.22.005400

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Vortex laser technologies toward Chiral Materials Science2014

    • Author(s)
      Takashige Omatsu
    • Organizer
      Photonics-International Symposium on Physics and Applications of Laser Dynamics 2014
    • Place of Presentation
      Taipei, Taiwan
    • Year and Date
      2014-09-04
    • Invited
  • [Presentation] 光渦とキラリティ2014

    • Author(s)
      尾松孝茂
    • Organizer
      光とchiralityの研究会
    • Place of Presentation
      東大、日本
    • Year and Date
      2014-04-27
    • Invited

URL: 

Published: 2016-06-01  

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