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渦放射光発生技術の高度化と利用への展開

研究課題

研究課題/領域番号 17H01075
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 量子ビーム科学
研究機関分子科学研究所

研究代表者

加藤 政博  分子科学研究所, 極端紫外光研究施設, 特任教授 (30185871)

研究分担者 保坂 将人  名古屋大学, シンクロトロン光研究センター, 特任准教授 (60290897)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
28,470千円 (直接経費: 21,900千円、間接経費: 6,570千円)
2019年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
2018年度: 10,790千円 (直接経費: 8,300千円、間接経費: 2,490千円)
2017年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
キーワード量子ビーム / 放射光 / 加速器 / 光渦 / ベクトルビーム / シンクロトロン / アンジュレータ / レーザー / シンクロトロン放射 / 電磁波 / 電子 / 電子ビーム / 角運動量 / 偏光 / 真空紫外線 / 紫外線 / 電子線
研究成果の概要

紫外線からX線にかけての分析用の光源として幅広く使われている放射光に新しい機能を付与する技術の開発とその応用の開拓を進めた。アンジュレータと呼ばれる光源装置を用いて、光ビームの断面上で光の特性が一定の規則に従って変化する、光渦やベクトルビームといった空間構造を持つ光ビームを放射光の技術で生成する手法を確立した。また、それらを利用した先導的な実験を行った。この研究の中で派生的に、放射光の時間構造の制御方法とそれを利用した先導的な実験に成功し、次の展開の手掛かりを得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

今日、放射光はレーザーと並んで、分析用の光源として基礎学術から産業利用まで幅広い分野で利用されている。現在利用されている放射光は、偏光や強度、あるいは位相構造(光の波としての特性)が空間的にほぼ均一である。これに対し、本研究では、光の特性が空間的にある規則に従って変化するような放射光を発生する技術の開発を進め、その応用の開拓を進めた。将来的には、極めて高分解能の顕微鏡の実現や、光を使った化学反応の高度な制御などへの応用が期待される。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 7件、 招待講演 4件)

  • [国際共同研究] Khatam University(イラン)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Orbital angular momentum of Lienard Wiechert fields2019

    • 著者名/発表者名
      Kawaguchi H、Katoh M
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2019 号: 8

    • DOI

      10.1093/ptep/ptz059

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Coherent control in the extreme ultraviolet and attosecond regime by synchrotron radiation2019

    • 著者名/発表者名
      Hikosaka Y.、Kaneyasu T.、Fujimoto M.、Iwayama H.、Katoh M.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 10 号: 1 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1038/s41467-019-12978-w

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Controlling the Orbital Alignment in Atoms Using Cross-Circularly Polarized Extreme Ultraviolet Wave Packets2019

    • 著者名/発表者名
      Kaneyasu T.、Hikosaka Y.、Fujimoto M.、Iwayama H.、Katoh M.
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 123 号: 23 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1103/physrevlett.123.233401

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generation of vector beam with tandem helical undulators2018

    • 著者名/発表者名
      Matsuba Shunya、Kawase Keigo、Miyamoto Atsushi、Sasaki Shigemi、Fujimoto Masaki、Konomi Taro、Yamamoto Naoto、Hosaka Masahito、Katoh Masahiro
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 113 号: 2 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1063/1.5037621

    • NAID

      130008146042

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Limitations in photoionization of helium by an extreme ultraviolet optical vortex2017

    • 著者名/発表者名
      T. Kaneyasu, Y. Hikosaka, M. Fujimoto, T. Konomi, M. Katoh, H. Iwayama, E. Shigemasa
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 95 号: 2

    • DOI

      10.1103/physreva.95.023413

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Angular Momentum of Twisted Radiation from an Electron in Spiral Motion2017

    • 著者名/発表者名
      M. Katoh, M. Fujimoto, H. Kawaguchi, K. Tsuchiya, K. Ohmi, T. Kaneyasu, Y. Taira, M. Hosaka, A. Mochihashi, Y. Takashima
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 118 号: 9

    • DOI

      10.1103/physrevlett.118.094801

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Helical Phase Structure of Radiation from an Electron in Circular Motion2017

    • 著者名/発表者名
      Katoh M.、Fujimoto M.、Mirian N. S.、Konomi T.、Taira Y.、Kaneyasu T.、Hosaka M.、Yamamoto N.、Mochihashi A.、Takashima Y.、Kuroda K.、Miyamoto A.、Miyamoto K.、Sasaki S.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-017-06442-2

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Observation of an optical vortex beam from a helical undulator in the XUV region2017

    • 著者名/発表者名
      T. Kaneyasu, Y. Hikosaka, M. Fujimoto, H. Iwayama, M. Hosaka, E. Shigemasa, M. Katoh
    • 雑誌名

      Journal of Synchrotron Radiation

      巻: 24 号: 5 ページ: 934-938

    • DOI

      10.1107/s1600577517009626

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Spatial Structure of Radiation from Relativistic Electrons2019

    • 著者名/発表者名
      M. Katoh
    • 学会等名
      JSST2019 The 38th JSST Annual International Conference on Simulation Technology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Structured light beams from synchrotron2019

    • 著者名/発表者名
      M. Katoh
    • 学会等名
      ICMaSS2019 International Conference on Materials and Systems for Sustainability 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Optical vortex emitted from free electrons in nature2019

    • 著者名/発表者名
      M. Katoh
    • 学会等名
      Light in Nature VII: SPIE Optics + Photonics 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structured Light from Synchrotrons2019

    • 著者名/発表者名
      M. Katoh
    • 学会等名
      The 23rd Hiroshima International Symposium on Synchrotron Radiation
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] UVSOR-IIIにおける短波長コヒーレント光渦発生の研究2019

    • 著者名/発表者名
      松永幸大
    • 学会等名
      第16回日本加速器学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] UVSOR-IIIにおける短波長コヒーレント光渦発生の研究2019

    • 著者名/発表者名
      松永幸大、保坂将人、真野篤志、高嶋圭史、藤本將輝、加藤政博
    • 学会等名
      第32回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 極短紫外ベクトルビームによるヘリウム原子のゼーマン量子ビート2019

    • 著者名/発表者名
      金安達夫、彦坂泰正、藤本將輝、岩山洋士、加藤政博
    • 学会等名
      第32回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] タンデムアンジュレータを用いたラジアル偏光ビームの発生2019

    • 著者名/発表者名
      藤本將輝、松葉俊哉、保坂将人、加藤政博
    • 学会等名
      第32回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] タンデムヘリカルアンジュレータによるベクトルビームの生成2019

    • 著者名/発表者名
      松葉俊哉、川瀬啓悟、宮本篤、佐々木茂美、藤本將輝、許斐太郎、山本尚人、保坂将人、加藤政博
    • 学会等名
      第32回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 2台の直線偏光アンジュレータを用いたトポロジカル光発生2019

    • 著者名/発表者名
      藤本將輝、松葉俊哉、保坂将人、加藤政博
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 極短紫外ベクトルビームによるヘリウム原子のゼーマン量子ビート2019

    • 著者名/発表者名
      金安達夫、彦坂泰正、藤本將輝、岩山洋士、加藤政博
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] タンデムアンジュレータによるベクトルビーム発生2018

    • 著者名/発表者名
      松葉俊哉、川瀬啓悟、宮本篤、佐々木茂美、藤本將輝、許斐太郎、山本尚人、保坂将人、加藤政博
    • 学会等名
      第15回日本加速器学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] アンジュレータからの高次光の波面構造2018

    • 著者名/発表者名
      保坂将人、藤本將輝、加藤政博
    • 学会等名
      第15回日本加速器学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Optical Vortex Beam from Helical Undulator2018

    • 著者名/発表者名
      Masahiro KATOH
    • 学会等名
      Conference on Laser and Synchrotron Radiation Combination Experiment 2019, Optics & Photonics International Congress 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] 荷電粒子からの 軌道角運動量を運ぶ電磁波の放射2018

    • 著者名/発表者名
      加藤政博
    • 学会等名
      「弱値・弱測定、エンタングルメント、量子コヒーレンスの新地平」研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 荷電粒子による渦電磁波の放射2018

    • 著者名/発表者名
      加藤政博
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 極端紫外光渦の原子分子物理への展開2018

    • 著者名/発表者名
      金安達夫
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Twisted Radiation From Free Electrons in Circular Motion2017

    • 著者名/発表者名
      M. Katoh
    • 学会等名
      8th International Particle Accelerator Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Optical vortex Beam from helical Undulators2017

    • 著者名/発表者名
      M. Katoh
    • 学会等名
      The 8th International Symposium of Advanced Energy Science
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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