2014 Fiscal Year Annual Research Report
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26287091
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
冨田 誠 静岡大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (70197929)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 速い光 / 情報速度 / パルス伝播 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成２６年度は、「負の群速度媒質中でのピークを持たないガウスパルスによる出射パルスピークの観測」について成果を得ることができた。(当初計画では、本課題は平成２７年度に遂行する計画であった。)
本課題における負の群速度とは、パルスのピークが媒質に入射するよりも“早く”、パルスのピークが媒質から出射するもので、一見、因果律、あるいは相対論に反するように見える現象である。このため、古くは、Sommerfrld やBrillouinによっても議論されており、今日でも、情報の伝達速度などの観点から議論が続いている。（なだらかなガウス我型の）パルスのピークは、ピークの到達時刻以前の波形から解析的に外挿されるもので新しい情報は含んでいない。このため、上記の振る舞いは因果律に反するものではない。しかしながら、この特異な振る舞いから導かれる１つの疑問は、ガウス型パルスの先頭部分が媒質に入射した後、入射ピークが媒質に到達するよりも早く入射パルスが遮断された場合、出射パルスのピークは現れるか、という疑問である。
ここでは、リング共振器のつくる異常分散系に、ガウスパルスを入射後、パルスのピークが出射すべき時刻の前後でパルスを遮断する実験を行った。遮断時刻を系統的に変化させ透過波形を観測した。観測された結果は、パルスのピークを切断された入射ガウスパルスでも、一定の条件下では、出射パルスにはピークが現れるというものである。このことは、入射と出射パルスのピークはお互いに解析的に(因果律で)結ばれておらず、異常分散によって引き起こされた位相シフトによりパルスの異なった部位から形成されるものであることを端的に示している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成２６年度は、「ピークを持たないガウスパルスによる出射パルスピークの観測」について成果を得ることができた。当初計画では、本研究課題は平成２７年度に遂行する計画であった。しかし、実験条件を詳細に検討した結果、単一のリング構造でも実現できる可能性が示唆され、研究資源を本課題に集中した結果、当初計画よりも早く原理的な実証実験に成功することが出来たものである。
当初予定の逆ＣＲＩＴ構造の分散は、より大きな分散を利用して、大きな時間推進をもった速い光の実現や、波形歪のない実験結果を得るために有用であると考えている。このため、引き続き、逆ＣＲＩＴ構造の分解析についても研究を進め、科研費の目的達成のために次年度に繰越額を使用していく。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初予定の逆ＣＲＩＴ構造の分散は、より大きな分散を利用して、大きな時間推進をもった速い光の実現や、波形歪のない実験結果を得るために有用であると考えている。このため、逆ＣＲＩＴ構造の分解析についても引き続き平行して研究を進める“結合共振器誘起”透明化現象(CRIT=Coupled Resonator Induced Transparency) における「遅い光」は申請者によって２つの微小球を結合させることによって実現されたもので、EITを全光学系で実現したものといえる。この逆のプロセスが可能であることを示す。すなわち、利得をもった第１共振器に第２共振器を結合させると、本来ならば、強い増幅のある周波数領域に、増幅のない透明化窓が得られる。この新しい逆CRIT窓の中では、異常分散が現れ、かつ、群速度分散がゼロになることが期待でき、入射したガウスパルスは、増幅も減衰も、変形もなく超光速度（速い光）で伝播することが期待される。このスペクトル構造は、(1)第１の共振器の利得率、(2)２つの共振器の結合定数、(3)損失などに依存するが、これらを系統的に変化させ、理論と実験との比較をする。
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| Causes of Carryover |
平成２６年度は、「ピークを持たないガウスパルスによる出射パルスピークの観測」について成果を得ることができた。当初計画では、本研究課題は平成２７年度に遂行する計画であった。しかし、実験条件を詳細に検討した結果、単一のリング構造でも実現できる可能性が示唆され、研究資源を本課題に集中した結果、当初計画よりも早く原理的な実証実験に成功することが出来たものである。この計画変更によって使用額が変更になった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
逆ＣＲＩＴ構造の分解析についても引き続き平行して研究を進め、科研費の目的達成のために次年度に繰越額を使用していく。
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Research Products
(2 results)
