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ファイバー結合スクイーズド光発生と量子エンタングルメント

Publicly Offered Research

Project AreaOptical science of dynamically correlated electrons in semiconductors
Project/Area Number 23104717
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionWaseda University

Principal Investigator

青木 隆朗  早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (10343146)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
Fiscal Year 2012: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2011: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Keywords微小共振器 / 量子エレクトロニクス / 量子情報
Outline of Annual Research Achievements

量子光学的手法による連続量量子情報への応用を目指し、光ファイバーベースでの新しい直交位相成分スクイーズド光発生法の検討を行った。具体的には、超短パルスを用いた従来の直交位相成分スクイーズド光発生法に対して、現在の連続量量子情報技術の主流である連続光を用いた多モード量子エンタングルメントの生成・制御技術との整合性を重視し、光ファイバーに直接結合したシリコンチップ上モノリシック微小共振器を用いた連続光励起での直交位相成分スクイーズド光の発生に関する理論的検討と、共振器設計の最適化、さらに高Q値微小共振器の作製技術の開発を行った。特に、本手法による直交位相成分スクイーズド光の発生には高いQ値と同時に小さなモード体積を持ち、さらに共振スペクトルの測定結果からモード次数を同定できる共振器の開発が必要である。そのような条件を満たす共振器として微小球共振器に着目し、シリコン基板上にモノリシックに作製することで直径20μm以下の極微小球共振器に対して10^8オーダーのQ値を達成した。WGM型共振器のQ値は放射損失、物質の散乱・吸収による損失、表面の凹凸による散乱や不純物による外因性損失等で決まり、究極的には放射損失によって上限が定められる。本研究で達成したQ値は、直径20μm以下の極微小球共振器としては従来の値を1桁以上改善するものであり、放射損失によって決まる理論限界に肉薄するものである。また、共振器を使わずに光ファイバーで直接、光と物質の強い相互作用を実現できるナノファイバーデバイスを開発した。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2013 2012

All Presentation (7 results) (of which Invited: 1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Presentation] 量子光学実験に適したナノ光ファイバーデバイス2013

    • Author(s)
      長南翔
    • Organizer
      電子情報通信学会レーザ・量子エレクトロニクス研究会(LQE)
    • Place of Presentation
      金沢大学
    • Year and Date
      2013-05-17
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] ナノ光ファイバー端を用いた高効率集光デバイス2013

    • Author(s)
      長南翔
    • Organizer
      日本物理学会第68回年次大会
    • Place of Presentation
      広島大学
    • Year and Date
      2013-03-29
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 高Q値モノリシック微小光共振器の作製と評価2013

    • Author(s)
      齋藤新悟
    • Organizer
      日本物理学会第68回年次大会
    • Place of Presentation
      広島大学
    • Year and Date
      2013-03-29
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Nanophotonic Devices for Quantum Optics2013

    • Author(s)
      青木隆朗
    • Organizer
      京都大学GCOEシンポジウム
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      2013-02-13
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ファイバー結合スクイーズド光発生と量子エンタングルメント2012

    • Author(s)
      青木隆朗
    • Organizer
      科研費新学術領域研究「半導体における動的相関電子系の光科学」第7回DYCEシンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2012-12-27
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Monolithic Microresonators for cavity QED2012

    • Author(s)
      青木隆朗
    • Organizer
      第1回量子ICTフォーラム
    • Place of Presentation
      情報通信研究機構
    • Year and Date
      2012-10-19
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] トロイド型微小共振器を用いたキャビティQEDの研究2012

    • Author(s)
      青木隆朗
    • Organizer
      日本物理学会第67回年次大会
    • Place of Presentation
      関西学院大学(兵庫県)
    • Year and Date
      2012-03-25
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 集光部2013

    • Inventor(s)
      青木隆朗、長南翔
    • Industrial Property Rights Holder
      早稲田大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2013-03-04
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

URL: 

Published: 2011-04-06   Modified: 2018-03-28  

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