2016 Fiscal Year Annual Research Report
Generation of intense topological light waves in the mono-cycle regime by coherent beam combining and their application
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26286056
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
森田 隆二 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30222350)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
戸田 泰則 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00313106)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 光渦 / 軸対称偏光 / コヒーレントビーム結合 / モノサイクル光パルス / 高性能レーザー / 位相特異性 / 偏光特異性 / 軌道角運動量 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，いままで有効に利用されてこなかった光の持つ位相・偏光の空間的特異性・非一様性に着目し，申請者らが現在までに独自に開発したモノサイクル域光パルス発生・制御技術，さらには光波コヒーレント合成技術を用いることにより，1) モノサイクル域トポロジカル光波（光渦・偏光渦）の高強度発生を行うこと，2) モノサイクル域トポロジカル光波のビーム断面内強度・位相・偏光分布を自在に制御できる手法を確立すること，3) 上記，強度・位相・偏光分布制御技術を活かして物質との相互作用の極限時間域空間制御への応用を行うこと，である。本年度は以下の成果を得た。
1．周波数チャープした2つの光渦に時間遅延をつけ，同時に重ね合わせることでピコ秒オーダーで光リング状光格子を高速回転する方法を提案し，この方法の有効性を実験実証した。具体的には，最速の高速回転の周期として1.6ピコ秒を達成した。
2. 不均一な異方性のある媒質中でのベクトル光渦に関して，それらを記述するマクスウェル・シュレディンガー方程式のハミルトニアンを導出し，それがスピン1/2のハミルトニアンに対応することを示した。また，その際に現れる付加的位相であるパンチャラットナム・ベリー位相を実験的に測定し，これが一様な位相成分と空間依存のある成分とに分けられることを実証した。
3. 偏光特異性を有する径偏光フェムト秒パルスを四光波混合分光に用いることにより，窒化ガリウムの光学的異方性をスナップショットで測定する方法を考案し，その有効性を実証した。励起子からの四光波混合信号から，一軸性ひずみのエネルギーおよびスピン交換相互作用定数の精度よい測定に成功した。
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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