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偏光渦パルスを用いた時間分解コヒーレントポラリメトリ

研究課題

研究課題/領域番号 15K13369
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 光工学・光量子科学
研究機関北海道大学

研究代表者

戸田 泰則  北海道大学, 工学研究院, 教授 (00313106)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード光物性 / 偏光渦 / 縮退四光波混合 / 応用光学・量子光工学 / コヒーレント分光 / 高性能レーザー / 量子エレクトロニクス / 特異点光学
研究成果の概要

本研究ではビーム断面に偏光の定まらない特異点を有する偏光渦パルスを利用した新規コヒーレント分光(縮退四光波混合分光と呼ばれる非線形レーザー分光を用いた時間分解ポラリメトリ)を開発し、半導体GaN励起子(電子-正孔対)に対して次の項目に関する知見を得ることに成功した:(a)励起子交換相互作用と歪エネルギーの定量的瞬時評価、特に等方性試料に残留する微小な異方性の高感度かつ高精度な評価、(b)励起子の対称性破れを反映した偏光特異点ダイナミクス、(c)スピンおよび擬スピン応答およびスピン相関ダイナミクス

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 7件、 招待講演 6件)

  • [雑誌論文] Snap-shot optical polarization spectroscopy using radially polarized pulses2016

    • 著者名/発表者名
      K. Shigematsu, M. Suzuki, K. Yamane, R. Morita, and Y. Toda
    • 雑誌名

      Applied Physics Express

      巻: 9 号: 12 ページ: 122401-122401

    • DOI

      10.7567/apex.9.122401

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Analysis of the Pancharatnam-Berry phase of vector vortex states using the Hamiltonian based on the Maxwell-Schrodinger equation2016

    • 著者名/発表者名
      Masato Suzuki, Keisaku Yamane, Kazuhiko Oka, Yasunori Toda, and Ryuji Morita
    • 雑誌名

      Phys. Rev. A

      巻: 94 号: 4 ページ: 043851-043851

    • DOI

      10.1103/physreva.94.043851

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Coherent dynamics of exciton orbital angular momentum transferred by optical vortex pulses2016

    • 著者名/発表者名
      K. Shigematsu, K. Yamane, R. Morita, and Y. Toda
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 93 号: 4

    • DOI

      10.1103/physrevb.93.045205

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Extended Stokes parameters for cylindrically polarized beams2015

    • 著者名/発表者名
      M. Suzuki, K. Yamane, K. Oka, Y. Toda, R. Morita
    • 雑誌名

      Optical Review

      巻: 22 号: 1 ページ: 179-183

    • DOI

      10.1007/s10043-015-0023-7

    • NAID

      120005572432

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Full Quantitative Analysis of Arbitrary Cylindrically Polarized Pulses by Using Extended Stokes Parameters2015

    • 著者名/発表者名
      Masato Suzuki, Keisaku Yamane, Kazuhiko Oka, Yasunori Toda, and Ryuji Morita
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 5 号: 1 ページ: 17797-17797

    • DOI

      10.1038/srep17797

    • NAID

      120005690885

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] トポロジカル光波を用いた半導体光物性探索2017

    • 著者名/発表者名
      戸田泰則
    • 学会等名
      千葉大学キラリティー研究センター 第2回公開シンポジウム
    • 発表場所
      千葉大学キラリティー研究センター(千葉市)
    • 年月日
      2017-03-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Coherent spectroscopy using topological lightwaves2017

    • 著者名/発表者名
      Yasunori Toda
    • 学会等名
      International Workshop on Quantum and Nanoscale Photonics
    • 発表場所
      Hokkaido University (Sapporo), Japan
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] トポロジカル光波を使った物性探索2016

    • 著者名/発表者名
      戸田泰則
    • 学会等名
      応用物理学会・量子エレクトロニクス研究会 「光-物質相互制御 ~制御技術の進展と新しい物理の探求~」
    • 発表場所
      上智大学軽井沢セミナーハウス(軽井沢)
    • 年月日
      2016-12-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ポアンカレビームパルスを用いたGaN励起子スピンのコヒーレントダイナミクス観測2016

    • 著者名/発表者名
      内古閑隆太郎, 重松恭平, 山根啓作, 森田隆二, 戸田泰則
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学角間キャンパス(金沢市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Rotational Symmetry Breaking in Coherent Dynamics of GaN Excitons Excited by Radially Polarized Pulses2016

    • 著者名/発表者名
      K. Shigematsu, K. Yamane, R. Morita, and Y. Toda
    • 学会等名
      Conference on Lasers and Electro-Optics/International Quantum Electronics Conference (CLEO2016)
    • 発表場所
      San Jose Convention Center, San Jose, CA, USA
    • 年月日
      2016-06-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Single-Shot Measurements of Anisotropic Excitons via Four-Wave Mixing Spectroscopy with Radially Polarized Pulses2016

    • 著者名/発表者名
      K. Shigematsu, M. Suzuki,K. Yamane, R. Morita, and Y. Toda
    • 学会等名
      Optical manipulation and its satellite topics (OMC'16)
    • 発表場所
      Pacifico Yokohama (Kanagawa), Japan
    • 年月日
      2016-04-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 時空間分解偏光解析から明らかとなった励起子コヒーレントダイナミクスにおける回転対称性破れ2016

    • 著者名/発表者名
      重松 恭平、鈴木 雅人、山根 啓作、森田 隆二、戸田 泰則
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東工大大岡山キャンパス(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 空間変調光注入同期による面発光レーザーのトポロジカルチャージ制御2016

    • 著者名/発表者名
      西坂 拓馬、重松 恭平、山根 啓作、森田 隆二、淡路 祥成、戸田 泰則
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東工大大岡山キャンパス(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] トポロジカル光波を利用した物性探索応用2016

    • 著者名/発表者名
      戸田泰則
    • 学会等名
      日本学術振興会「先端ナノデバイス・材料テクノロジー第151委員会」 平成28年度 第2回研究会
    • 発表場所
      理化学研究所(和光)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Orbital Angular Momentum Spectral Dynamics of GaN Excitons Excited by Optical Vortices2015

    • 著者名/発表者名
      重松恭平,戸田泰則,山根啓作,森田隆二
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(名古屋市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Coherent dynamics of excitons excited by singular optical pulses2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Toda and K. Shigematsu
    • 学会等名
      Japan, Vietnam, Bulgaria and Taiwan Joint Workshop
    • 発表場所
      National Chiao Tung University, Hsinchu City, Taiwan
    • 年月日
      2015-07-18
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Coherent Dynamics of Uniaxially-Strained GaN Excitons Excited by Cylindrically Polarized Pulses2015

    • 著者名/発表者名
      K. Shigematsu, S. Morimoto, M. Suzuki, K. Yamane, R. Morita, Y. Toda
    • 学会等名
      Conference on Lasers and Electro-Optics/Europe and the European Quantum Electronics Conference
    • 発表場所
      International Congress Centre, Munich, Germany
    • 年月日
      2015-06-21
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optical feedback control of orbital angular momentum in a vertical-cavity surface-emitting laser using spatial phase modulation2015

    • 著者名/発表者名
      K. Shigematsu, T. Nishizaka, H. Yuri, K. Yamane, R. Morita, Y. Awaji, Y. Toda
    • 学会等名
      Optical manipulation and its satellite topics (OMC'15)
    • 発表場所
      Pacifico Yokohama, Yokohama, Kanagawa, Japan
    • 年月日
      2015-04-22
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-22  

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