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時間分解熱レンズ計測による有機非線形光学結晶の非破壊レーザー耐性評価

研究課題

研究課題/領域番号 16K04971
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 光工学・光量子科学
研究機関千葉大学

研究代表者

宮本 克彦  千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (20375158)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードテラヘルツ / 有機非線形光学結晶 / 熱レンズ効果 / 屈折率 / 非破壊検査 / 熱レンズ / 熱レンズ計測 / レーザー耐性
研究成果の概要

本研究では、無機非線形光学結晶の性能をはるかに凌駕する可能性を秘めたテラヘルツ発生用有機非線形光学結晶のレーザー損傷メカニズムを解明する、熱レンズ計測法を開発した。有機非線形光学結晶は一般に無機結晶に比べレーザー耐性が低く、高出力化が壁となっていた。本手法では、テラヘルツ光発生時に励起光によって誘起される局所的な屈折率変化をプローブ光の焦点距離から定量的に測定を行った。さらに、結晶中の局所的な屈折率変化に偏光依存性が示されたことは大きな知見である。本手法は、具体的な破壊要因を特定できない既存の破壊検査とは一線を画し、非破壊・非接触で結晶品質を客観的に評価することが可能である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

有機非線形光学結晶は分子間の水素結合からなるため、結晶欠陥・歪みなどが入りやすくレーザー照射耐性が無機結晶に比べ低い。このため、潜在的に有する高い非線形性を十分に発揮できていないのが現状である。プローブ光を用いて結晶内の局所的な屈折率変化を非破壊・非接触で直接観測できる本手法では、屈折率変化の面内分布だけでなく、偏光依存性および時間分解が可能である。熱レンズ効果測定を用いることで、結晶品質を客観的に評価し結晶育成技術の改善にフィードバックすることが期待できる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 4件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 8件、 招待講演 9件)

  • [国際共同研究] KAIST/Ajou University(韓国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Bottle beam generation from a frequency-doubled Nd: YVO 4 laser2018

    • 著者名/発表者名
      J. C. Tung, Y. Y. Ma, K. Miyamoto, Y. F. Chen, T. Omatsu
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 16576-16576

    • DOI

      10.1038/s41598-018-34783-z

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Tunable 3 μm optical vortex parametric oscillator2018

    • 著者名/発表者名
      Taximaiti Yusufu, Sujian Niu, Paerhatijiang Tuersun, Yusufu Tulake, Katsuhiko Miyamoto, Takashige Omatsu
    • 雑誌名

      Japanese. Journal of Applied Physics

      巻: 57 号: 12 ページ: 122701-122701

    • DOI

      10.7567/jjap.57.122701

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Tunable near-infrared optical vortex parametric laser with versatile orbital angular momentum states2018

    • 著者名/発表者名
      Roukuya Mamuti, Katsuhiko Miyamoto, Shigeki Nishida, Shungo Araki, Takashige Omatsu
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: 57(36) 号: 34 ページ: 10004-10008

    • DOI

      10.1364/ao.57.010004

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultra-widely tunable mid-infrared (6-18μm) optical vortex source2018

    • 著者名/発表者名
      Shungo Araki, Kana Ando, Katsuhiko Miyamoto, Takashige Omatsu
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: 57 号: 4 ページ: 620-620

    • DOI

      10.1364/ao.57.000620

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Azo-polymer film twisted to form a helical surface relief by illumination with a circularly polarized Gaussian beam2017

    • 著者名/発表者名
      Keigo Masuda,Shogo Nakano,Daisuke Barada, Mitsutaka Kumakura, Katsuhiko Miyamoto, and Takashige Omatsu
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 25 号: 11 ページ: 12499-12507

    • DOI

      10.1364/oe.25.012499

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ultra-broadband tunable (0.67-2.57 μm) optical vortex parametric oscillator2017

    • 著者名/発表者名
      Shungo Araki, Kensuke Suzuki, Shigeki Nishida, Roukuya Mamuti, Katsuhiko Miyamoto, Takashige Omatsu
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 56 号: 10 ページ: 102701-102701

    • DOI

      10.7567/jjap.56.102701

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ultraviolet optical vortex generation using a pair of β-BaB_2O_4 crystals with inverted orientations2017

    • 著者名/発表者名
      Yuta Sasaki, Koki Yamaguchi, Jun Shibakawa, Katsuhiko Miyamoto, Takashige Omatsu
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: 56 号: 29 ページ: 8075-8075

    • DOI

      10.1364/ao.56.008075

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Terahertz Phonon Modes of Highly Efficient Electro-optic Phenyltriene OH1 Crystals2016

    • 著者名/発表者名
      Jongtaek Kim, Seung-Heon Lee, Seung-Chul Lee, Mojca Jazbinsek, Katsuhiko Miyamoto, Takashige Omatsu, Yoon Sup Lee and O-Pil Kwon
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 120 号: 42 ページ: 24360-24369

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.6b07979

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Highly intense monocycle terahertz vortex generation by utilizing a Tsurupica spiral phase plate2016

    • 著者名/発表者名
      K. Miyamoto, B. J. Kang, W. T. Kim, Y. Sasaki, H. Niinomi, K. Suizu, F. Rotermund, T. Omatsu
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 号: 1 ページ: 38880-38880

    • DOI

      10.1038/srep38880

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Optical vortex materials processing2018

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiko Miyamoto, Takashige Omatsu
    • 学会等名
      Collaborative Conference on Materials Research (CCMR) 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Monocycle terahertz vortex generation2018

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiko Miyamoto, Fabian Rotermund, Takashige Omatsu
    • 学会等名
      EMN Meeting on Terahertz & Collaborative Conference on Nonlinear Optics 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Widely tunable (2-6THz) Terahertz vortex source2018

    • 著者名/発表者名
      K. Miyamoto, K. Sano, T. Yamaski, T. Miyakawa, T. Omatsu
    • 学会等名
      Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO-PR) 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] テラヘルツ帯光渦の発生とその応用2017

    • 著者名/発表者名
      宮本克彦、尾松孝茂
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第37回年次大会
    • 発表場所
      徳島大学, 徳島県, 日本
    • 年月日
      2017-01-09
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] テラヘルツ領域における光渦発生2017

    • 著者名/発表者名
      宮本 克彦、尾松 孝茂
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサエティ大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Terahertz Vortex Generation and its Applications2017

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiko Miyamoto, Fabian Rotermund, Takashige Omatsu
    • 学会等名
      The 25th International Conference on Advanced Laser Technologies (ALT'17)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Terahertz vortex generation by a Tsurupica vortex phase plate2017

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiko Miyamoto, Fabian Rotermund, Takashige Omatsu
    • 学会等名
      The 10th Asian Symposium on Intense Laser Science
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] テラヘルツ発生用ベンゾチアゾリウム系結晶2017

    • 著者名/発表者名
      宮川貴博、秋葉拓也、佐野和貴、山崎智仁、新家寛正、O-Pil Kwon、Fabian Rotermund、宮本克彦、尾松孝茂
    • 学会等名
      第78回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Structural Identification of Glucose by Terahertz Spectroscopy with an Extremely Wide Frequency Span of 0.5-15 THz2017

    • 著者名/発表者名
      Tomohito Yamasaki, Kazuki Sano, Peter Kruger, Katsuhiko Miyamoto, Takashige Omatsu
    • 学会等名
      International Conference on Materials Engineering and Applications (ICMEA 2018)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] テラヘルツ領域におけるトポロジカル光波への展開2016

    • 著者名/発表者名
      宮本克彦、尾松孝茂
    • 学会等名
      シンポジウム テラヘルツ科学の最先端III
    • 発表場所
      三国観光ホテル, 福井県, 日本
    • 年月日
      2016-11-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Terahertz Vortex Generation by Using a Tsurupica Spiral Phase Plate2016

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiko Miyamoto, Takashige Omatsu
    • 学会等名
      EMN meeting on Terahertz 2016
    • 発表場所
      NH Collection Aranzazu, San Sebastian, Spain
    • 年月日
      2016-05-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Widely tunable (1-15THz) picosecond THz source and its applications2016

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiko Miyamoto, Takashige Omatsu
    • 学会等名
      EMN meeting on Optelectronics 2016
    • 発表場所
      Holiday Inn Resort Phuket, Phuket, Thailand
    • 年月日
      2016-04-12
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-02-22  

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