デュアルコムを用いたコヒーレント分光法の開発

• 研究課題/領域番号: 17K14322
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 物性Ⅰ
• 研究機関: 電気通信大学
• 研究代表者: 浅原 彰文 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 助教 (00770091)
• 研究協力者: 美濃島 薫
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2017年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 光コム / デュアルコム分光 / 超高速分光 / コヒーレント分光 / 光波制御

研究成果の概要

デュアルコム（2台の同期した光コム）を用いたコヒーレント分光法の技術開発を目的として行った．光コムの特長である高いコヒーレント制御性を積極的に活用することで，新たな応用可能性を見出した．
初年度（H29年度）は，デュアルコム光源のコヒーレント制御法に関して，制御方式の検討を行った．オフセット周波数fceoと繰り返し周波数frepという2つの周波数を精密操作することによって，多彩な変調法を実現可能なことを見出した．最終年度（H30年度）は，特に偏光制御技術としての発展性に焦点を当てて研究を遂行した．複屈折材料を測定試料として適用し，光コムによってコヒーレント変調された分光データの取得に成功した．

研究成果の学術的意義や社会的意義

光コム分光は，これまで精密分子分光や距離測定などの限られた応用が主な研究対象であったが，本研究成果によって，精密な周波数基準という従来の光コムの捉え方を大きく越えた，新たなコヒーレント光波制御技術としての応用可能性が提示された．特に「オフセット周波数差の積極的活用によるデュアルコムパルスの相対CEP操作」という考え方は，光コム光源の将来的な幅広い発展性を示す重要な知見の獲得である．

研究成果

• [雑誌論文] Coherent Spatiotemporal Phase Control by Combining Optical Frequency Combs and Optical Vortices (2018)
  • 著者名/発表者名: Akifumi Asahara, Satoru Shoji, Ken-ichi Kondo, Yue Wang, and Kaoru Minoshima
  • 雑誌名: Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO:2018) OSA Technical Digest (online) 巻: - ページ: 1-2
  • DOI: 10.1364/cleo_si.2018.stu4p.3
• [雑誌論文] Spatially scanning dual-comb spectroscopy for precise measurement of refractive index and thickness profiles of solids (2018)
  • 著者名/発表者名: Yue Wang, Akifumi Asahara, Ken-ichi Kondo, and Kaoru Minoshima
  • 雑誌名: CLEO Pacific Rim Conference 2018 OSA Technical Digest (Optical Society of America, 2018) 巻: - ページ: 1-2
  • DOI: 10.1364/cleopr.2018.w4f.7
• [雑誌論文] Scan-less confocal phase imaging based on dual-comb microscopy (2018)
  • 著者名/発表者名: Eiji Hase, Takeo Minamikawa, Takahiko Mizuno, Shuji Miyamoto, Ryuji Ichikawa, Yi-Da Hsieh, Kyuki Shibuya, Katsuya Sato, Yoshiaki Nakajima, Akifumi Asahara, Kaoru Minoshima, Yasuhiro Mizutani, Tetsuo Iwata, Hirotsugu Yamamoto, and Takeshi Yasui
  • 雑誌名: Optica 巻: 5 号: 5 ページ: 634-643
  • DOI: 10.1364/optica.5.000634
  • NAID: 120006718362
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Multi-optical comb metrology using relative envelope phase control and demonstration for arbitrary polarization modulation (2017)
  • 著者名/発表者名: Akifumi Asahara, and Kaoru Minoshima
  • 雑誌名: arXiv 巻: 1710.06098 ページ: 1-13
• [雑誌論文] Scan-less confocal phase microscopy based on dual comb spectroscopy of two-dimensional-image-encoding optical frequency comb (2017)
  • 著者名/発表者名: Eiji Hase, Takeo Minamikawa, Shuji Miyamoto, Ryuji Ichikawa, Yi-Da Hsieh, Kyuki Shibuya, Yoshiaki Nakajima, Akifumi Asahara, Kaoru Minoshima, Yasuhiro Mizutani, Tetsuo Iwata, Hirotsugu Yamamoto, and Takeshi Yasui
  • 雑誌名: arXiv 巻: 1705.07236 ページ: 1-32
• [雑誌論文] Coherent modulation of interference signals in dual-comb spectroscopy (2017)
  • 著者名/発表者名: Akifumi Asahara, Ken-ichi Kondo, Yue Wang, Kaoru Minoshima
  • 雑誌名: Conference paper on CLEO-PR:2017 巻: - ページ: 1-2
  • DOI: 10.1109/cleopr.2017.8118850
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coherent Control of Relative Carrier Envelope Phase in Dual-Comb Spectroscopy (2017)
  • 著者名/発表者名: Akifumi Asahara, Ken-ichi Kondo, Yue Wang, Kaoru Minoshima
  • 雑誌名: Conference paper on CLEO:2017 巻: - ページ: 1-2
  • DOI: 10.1364/cleo_si.2017.sf1c.6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tailoring the fiber-based frequency combs for metrology application with coherent control (2017)
  • 著者名/発表者名: Kaoru Minoshima, Akifumi Asahara, Ken-ichi Kondo, and Yue Wang
  • 雑誌名: Conference paper on ASSL:2017 巻: - ページ: 1-2
  • DOI: 10.1364/assl.2017.aw1a.1
• [学会発表] Metrological Applications Using Coherent Controllability of Optical Combs (2018)
  • 著者名/発表者名: A. Asahara, K. Minoshima
  • 学会等名: LSC2018
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Coherent spatiotemporal phase control by combining optical frequency combs and optical vortices (2018)
  • 著者名/発表者名: Akifumi Asahara, Satoru Shoji, Ken-ichi Kondo, Yue Wang, and Kaoru Minoshima
  • 学会等名: CLEO:2018
  • 国際学会
• [学会発表] Coherent control and interferometric detection of lateral beam profile by use of dual-optical vortex comb (2018)
  • 著者名/発表者名: A. Asahara, S. Shoji, K. Kondo, Y. Wang, and K. Minoshima
  • 学会等名: Ultrafast Phenomena: 2018
  • 国際学会
• [学会発表] デュアルコム偏光分光による光学物性評価 (2018)
  • 著者名/発表者名: 浅原 彰文，白川 正之, 王 月，徳永 英司，美濃島 薫
  • 学会等名: 日本物理学会2018年秋季大会
• [学会発表] デュアル光渦コム分光による角度軸情報の精密干渉計測 (2018)
  • 著者名/発表者名: 浅原 彰文，王 月，美濃島 薫
  • 学会等名: 第79回応用物理学会秋季学術講演会
• [学会発表] 光コムによる時間領域コヒーレント分光 (2018)
  • 著者名/発表者名: 浅原 彰文，美濃島 薫
  • 学会等名: OPJ2018
  • 招待講演
• [学会発表] 光コムと光渦を組み合わせた時空間干渉計測 (2018)
  • 著者名/発表者名: 浅原 彰文，美濃島 薫
  • 学会等名: 東北大電気通信研究所 共同プロジェクト研究会
• [学会発表] デュアルコム分光法の磁気光学特性評価への適用拡大 (2018)
  • 著者名/発表者名: 浅原 彰文，足立 拓斗，小田切 雄介，白川 正之，王 月，石橋 爾子， 波多野 智，徳永 英司，美濃島 薫
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第39回年次大会
• [学会発表] 光コムによる多彩な精密位相制御と固体分光応用 (2018)
  • 著者名/発表者名: 浅原 彰文，美濃島 薫
  • 学会等名: 光波シンセシス研究グループ研究会「光の絶対位相制御と分光計測・物質操作への応用」
• [学会発表] 軌道角運動量分解デュアル光渦コム分光法の開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 浅原 彰文，足立 拓斗，王 月，美濃島 薫
  • 学会等名: 第66回応用物理学会春季学術講演会
  • 招待講演
• [学会発表] デュアル光渦コムによる回転光マニピュレーション (2018)
  • 著者名/発表者名: 浅原 彰文, 庄司 暁, 近藤 健一, 王 月, 美濃島 薫
  • 学会等名: 第65回応用物理学会春季学術講演会
• [学会発表] Dual-Comb Optical Synthesizer for Arbitrary Coherent Measurement (2017)
  • 著者名/発表者名: A. Asahara, K. Minoshima
  • 学会等名: The 24th Congress of the International Commission for Optics (ICO-24)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Tailoring the fiber-based frequency combs for metrology application with coherent control (2017)
  • 著者名/発表者名: Kaoru Minoshima, Akifumi Asahara, Ken-ichi Kondo, and Yue Wang
  • 学会等名: Advanced Solid State Lasers (ASSL) Conference 2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 光周波数コムによる自在なコヒーレント計測 (2017)
  • 著者名/発表者名: 浅原 彰文, 美濃島 薫
  • 学会等名: 超高速エレクトロニクス（UFO）研究会 第3回研究会「先端レーザーによる超高速科学」
  • 招待講演
• [学会発表] 光コムの位相制御性を生かした新たな応用の展開 (2017)
  • 著者名/発表者名: 浅原 彰文, 美濃島 薫
  • 学会等名: 2017年度精密工学会秋季大会学術講演会
  • 招待講演
• [学会発表] 光物性研究に向けたデュアルコムの相対CEP制御 (2017)
  • 著者名/発表者名: 浅原 彰文, 近藤 健一, 王 月, 美濃島 薫
  • 学会等名: 日本物理学会2017年度秋季大会
• [学会発表] 光コムによる光渦の精密位相制御と応用 (2017)
  • 著者名/発表者名: 浅原 彰文, 近藤 健一, 王 月, 美濃島 薫
  • 学会等名: 第78回応用物理学会秋季学術講演会
• [学会発表] Coherent Modulation of Interference Signals in Dual-Comb Spectroscopy (2017)
  • 著者名/発表者名: Akifumi Asahara, Ken-ichi Kondo, Yue Wang, Kaoru Minoshima
  • 学会等名: The 12th Conference on Lasers and Electro-Optics Pacific Rim (CLEO-PR 2017)
  • 国際学会
• [学会発表] Coherent Control of Relative Carrier Envelope Phase in Dual-Comb Spectroscopy (2017)
  • 著者名/発表者名: Akifumi Asahara, Ken-ichi Kondo, Yue Wang, and Kaoru Minoshima
  • 学会等名: CLEO: 2017 (Conference on Lasers and Electro-Optics)
  • 国際学会
• [学会発表] Application of Relative Carrier Envelope Offset Frequency for Coherent Control in Dual-Comb Configuration (2017)
  • 著者名/発表者名: Akifumi Asahara, Ken-ichi Kondo, Yue Wang, and Kaoru Minoshima
  • 学会等名: The 6th Advanced Lasers and Photon Sources (ALPS’17)
  • 国際学会
• [備考] 美濃島研究室ホームページ
  • URL: http://www.femto-comb.es.uec.ac.jp/
• [備考] 浅原彰文 大学研究者ホームページ
  • URL: http://kjk.office.uec.ac.jp/Profiles/70/0006961/profile.html
• [備考] 浅原彰文 大学研究者ホームページ
  • URL: http://kjk.office.uec.ac.jp/Profiles/70/0006961/profile.html