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周波数域光波適応制御を応用した高輝度量子もつれ合い光パルスの発生と検出

研究課題

研究課題/領域番号 14350191
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 電子デバイス・機器工学
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

神成 文彦  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40204804)

研究分担者 梅垣 真祐  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (70011161)
津田 裕之  慶應義塾大学, 理工学部, 助教授 (90327677)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
15,000千円 (直接経費: 15,000千円)
2004年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2003年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
2002年度: 9,400千円 (直接経費: 9,400千円)
キーワードフェムト秒パルスレーザ / 光子数スクイージング / 直交位相スクイージング / 量子もつれ合い状態 / 周波数域波形整形 / 適応制御 / 光ファイバー伝播 / 平衡ホモダイン検波 / 光ファイバー伝搬 / 最適制御
研究概要

フェムト秒レーザパルスによって光ファイバにおいて誘起される非線形光学効果によって量子相関形成が起きる。本研究ではとくに周波数モード間の量子相関形成に着目して,光子数スクイージングの発生と検出の研究を行い,以下の知見を得た。
(1)ガラスファイバの異常分散領域においてフェムト秒パルスを伝播させた場合,スペクトルの中央部分で負の量子相関が形成される。この負の相関形成を指標として,入力パルスの周波数位相を適応制御することで最適化が達成できることをはじめて明らかにした。さらに,2つの周波数成分間の直交位相にかんする2モードスクイージングも同様の適応制御によって形成できることをはじめて明らかにした。ただし,実験で実現するには,周波数位相を整形するデバイスにおける時空間結合の効果により特定の周波数成分のファイバ結合効率が低下してしまうことが判明し未だ実現できていない。
(2)波長800nm近傍にゼロ分散を有するフォトニッククリスタルファイバに波長800nmのフェムト秒レーザパルスを伝播させると,自己位相変調に加えて誘導ラマン散乱,4波混合効果によってオクターブ近く広帯域化したスペクトルが形成できる。この場合,ストークスラマン成分は異常分散領域に当たるのでラマンシフトを繰り返しながらソリトン的伝播が可能となる。我々は,このストークス成分で今までにな高い光子数スクイージングが形成されることをはじめて発見した。また,理論解析から,この広帯域スペクトル内では複雑な量子相関が形成されており,ストークス成分のみならず反ストークス成分においても高いスクイージングが得られることを見出した。
(3)ストークス成分と反ストークス成分は,ファイバにおいて同じ群速度で伝播する。これを積極的に利用すると,異なる周波数の2つのパルスが同じ群速度で伝播することで高い量子相関を形成できることをはじめて明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2005 2004 2003 2002 その他

すべて 雑誌論文 (24件) 文献書誌 (6件)

  • [雑誌論文] Numerical analysis of amplitude-to-phase noise conversion in a self-referencing scheme using ultrashort white-continuum light generated by microstructure fibers2005

    • 著者名/発表者名
      M.Tianprateep
    • 雑誌名

      Opt.Rev. 12

      ページ: 179-189

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Photon number squeezing of ultrabroadhand laser pulses generated by microstructure fibers2005

    • 著者名/発表者名
      K.Hirosawa
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett. 94

      ページ: 203601-203601

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Influence of polarization and pulse shape of femtosecond Initial laser pulses on spectral broadening in microstructure fibers.2005

    • 著者名/発表者名
      M.Tianprateep
    • 雑誌名

      Opt.Rev. Vol.12

      ページ: 179-189

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Photon number squeezing of ultrabroadband laser pulses generated by microstructure fibers2005

    • 著者名/発表者名
      K.Hirosawa
    • 雑誌名

      Phys, Rev.Lett. Vol.94

      ページ: 203601-203601

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Compensation for a transfer function of a regenerative amplifier to generate accurately shaped ultrashort pulses in both the amplitude and phase2004

    • 著者名/発表者名
      T.Tanabe
    • 雑誌名

      IEEE J.Selected Topics in Quantum Electron. 10

      ページ: 221-228

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Spectral-shape-controllable supercontinuum generation in microstructure fibers using adaptive pulse shaping technique2004

    • 著者名/発表者名
      M.Tianprateep
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. 43

      ページ: 8059-8063

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Photon number squeezing of ultrabroadhand pulses generated by microstructure fibers2004

    • 著者名/発表者名
      H.Furumochi
    • 雑誌名

      Ultrafast Phenomena XIV, Springer Series in Chem.Phys. 79

      ページ: 873-875

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Compensation for a transfer function of a regenerative amplifier to generate accurately shaped ultrashort pulses in both the amplitude and phase.2004

    • 著者名/発表者名
      T.Tanabe
    • 雑誌名

      IEEE J.Selected Topics in Quantum Electron. Vol.10

      ページ: 221-228

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Spectral-shape-controllable supercontinuum generation in Microstructure fibers using adaptive pulse shaping technique2004

    • 著者名/発表者名
      M.Tianprateep
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl Phys Vol.43

      ページ: 8059-8063

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Photon number squeezing of ultrabroadband pulses generated By microstructure fibers2004

    • 著者名/発表者名
      H.Frumochi
    • 雑誌名

      Ultrafast Phenomena XIV, Springer Series in Chem.Phys. Vol.79

      ページ: 873-875

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Spectral-shape-controllable Supercontinuum Generation in Microstructured Fibers using Adaptive Pulse Shaping Technique2004

    • 著者名/発表者名
      M.Tianprateep
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. 43・12

      ページ: 8059-8059

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Generation of entanglement between frequency hands via a nonlinear fiber propagation and a spectral pulse shaping2003

    • 著者名/発表者名
      D.Fujishima
    • 雑誌名

      Opt.Lett. 28

      ページ: 275-277

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fiber delivery of ultrashort optical pulses pre-shaped on the basis of a backward propagation solver2003

    • 著者名/発表者名
      T.Yamazaki
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. 42

      ページ: 7313-7317

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Generation of entanglement between frequency bands via a nonlinear fiber propagation and a spectral pulse shaping.2003

    • 著者名/発表者名
      D.Fujishima
    • 雑誌名

      Opt.Lett. Vol.28

      ページ: 275-277

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fiber delivery of ultrashort optical pulses pre-shaped on the basis of a backward propagation solver.2003

    • 著者名/発表者名
      T.Yamazaki
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. Vol.42

      ページ: 7313-7317

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Adaptive pulse shaping of fentosecond laser pulses in amplitude and phase through a single-node fiber by referring to frequency-resolved optical gating patterns2002

    • 著者名/発表者名
      M.Sato
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. 41

      ページ: 3704-3709

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Adaptive pulse shaping of phase and amplitude of an amplified femtosecond pulse laser by direct reference to frequency-resolved optical gating traces2002

    • 著者名/発表者名
      K.Ohno
    • 雑誌名

      J.Opt.Soc.Am.B 19

      ページ: 2781-2790

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Spatiotemporal measurements based on spatial spectral interferometry for ultrashort optical pulses shaped by a Fourier pulse shaper2002

    • 著者名/発表者名
      T.Tanabe
    • 雑誌名

      J.Opt.Soc.Am.B 19

      ページ: 2795-2802

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Adaptive pulse shaping of amplified femtosecond pulse laser in phase and amplitude by directly referring to frequency resolved optical gating traces2002

    • 著者名/発表者名
      K.Ohno
    • 雑誌名

      Ultrafast Phenomena XIII, Springer Series in Chem.Phys. 71

      ページ: 232-234

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 非線形ファイバを用いた超高速パルススクイージング2002

    • 著者名/発表者名
      武岡正裕
    • 雑誌名

      レーザー研究 30

      ページ: 443-449

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Adaptive pulse shaping of femtosecond laser pulses in amplitude and phase through a singl-mode fiber by referring to frequency-resolved optical gating patterns2002

    • 著者名/発表者名
      M.Sato
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. Vol.41

      ページ: 3704-3709

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Adaptive pulse shaping of phase and amplitude of an amplified femtosecond pulse laser by direct reference to frequency-resolved optical gating traces.2002

    • 著者名/発表者名
      K.Ohno
    • 雑誌名

      J.Opt.Soc.Am.B Vol.19

      ページ: 2781-2790

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Spatiotemporal measurements based on spatial spectral interferometry for ultrashort optical pulses shaped by a Fourier pulse Shaper2002

    • 著者名/発表者名
      T.Tanabe
    • 雑誌名

      J.Opt.Soc.Am.B Vol.19

      ページ: 1795-2802

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Adaptive pulse shaping of amplified femtosecond pulse laser in phase and amplitude by direct referring to frequency resolved optical gating traces.2002

    • 著者名/発表者名
      K.Ohno
    • 雑誌名

      Ultrafast Phenomena XIII, Springer Ser. Vol.71

      ページ: 232-234

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] D.Fujishima: "Generation of entanglement between frequency bands by nonlinear fiber propagation and spectral pulse shaping"Opt.Lett.. 28・4. 275-277 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Yamazaki: "Fiber delivery of ultrashort optical pulses pre-shaped on the basis of a backward propagation solver"Jpn.J.Appl.Phys.. 42・12. 7313-7317 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Tanabe: "Feedback control for accurate shaping of ultrashort optical pulses prior to chirped pulse amplification"Jpn.J.Appl.Phys.. 印刷中. (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ohno, T.Tanabe, F.Kannari: "Adaptive pulse shaping of phase and amplitude of an amplified femtosecond pulse laser by direct reference to frequency-resolved optical gating traces"J. Opt. Soc. Am. B. 19・11. 2781-2790 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Tanabe, H.Tanabe, Y.Teramura, F.Kannari: "Spatiotemporal measurements based on spatial spectral interferometry for ultrashort optical pulses shaped by a Fourier pulse shaper"J. Opt. Soc. Am. B. 19・11. 2795-2802 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] D.Fujishima, F.Kannari, M.Takeoka, M.Sasaki: "Generation of entanglement between frequency bands by nonlinear fiber propagation and spectral pulse shaping"Opt. Lett.. 28・4. 275-277 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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