| 研究課題/領域番号 |
17H03000
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
プラズマ科学
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| 研究機関 | 日本大学 |
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研究代表者 |
荒巻 光利 日本大学, 生産工学部, 教授 (50335072)
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| 研究分担者 |
北野 勝久 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (20379118)
吉村 信次 核融合科学研究所, ヘリカル研究部, 准教授 (50311204)
寺坂 健一郎 九州大学, 総合理工学研究院, 助教 (50597127)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2019年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2018年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2017年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
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| キーワード | 光渦 / 吸収分光法 / 飽和吸収分光法 / レーザー誘起蛍光法 / プラズマ分光 / 大気圧プラズマ / レーザー分光 / ドップラースペクトル / ドップラー分光 / プラズマ診断 / ラゲール・ガウシアン |
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| 研究成果の概要 |
本研究では，ビームを横切る方向の粒子の流れを検出することが出来る，光渦を光源とした分光法を開発した．光渦吸収分光および光渦飽和吸収分光では，光渦の位相特異点からの距離に反比例する方位角ドップラーシフトが観測され，理論と定性的に一致する結果を得た．一方で，シフト量の絶対値は理論の予想よりも数倍大きい値であり，ばらつきも大きいため，今後も測定系の改善を進める必要がある．光渦レーザー誘起蛍光（LIF）法に関しては，トポロジカルチャージが１の光源では，方位角ドップラーシフトの効果を観測できないことが確認され，新たに高次の光渦光源を開発した．今後はこれを用いた光渦LIF測定実験を進める予定である．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
近年，様々な分野で高度に制御したレーザー光が利用されており，超高精度な周波数標準，超短パルスによる時間分解測定や超高エネルギー密度状態の実現等の極限的な研究開発が行われている．一方で，光の空間構造に関しては，あまり利用された例がなく，今後の光利用において発展の余地が大いに残されている．本研究課題は，プラズマの分光測定に光渦を用いることを提案しており，光の位相空間構造をプラズマの測定に積極的に利用する初めての試みである．光渦吸収分光および光渦飽和吸収分光では，平面波を用いて観測される通常の分光スペクトルとは大きく異なる結果を得ており，光の位相空間構造制御による新しい分光技術の可能性が示された．
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