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超高Q値微小球による輻射・光パルス伝搬の制御

研究課題

研究課題/領域番号 18740246
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 原子・分子・量子エレクトロニクス・プラズマ
研究機関静岡大学

研究代表者

戸塚 弘毅  静岡大学, 創造科学技術研究部, 研究員 (30422744)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2007年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2006年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
キーワード微小球 / パルス伝搬 / 速い光 / 遅い光 / 群速度 / Whispering Gallery Mode / 光増幅
研究概要

昨年度の研究では、テーパーファイバー・微小球系の透過光強度スペクトルと分散(群遅延)を果験的に測定し、ナノ秒オーダーの遅延時間で速い光・遅い光が単一の微小球において現れることを実験的に示し、この系の分散が方向性結合理論によって説明できることを明らかにした。本年度の研究では、昨年度の基礎的な研究成果を踏まえ、微小球系の機能化・高度化をめざして研究を行った。特に複数微小球による新たな分散の実現と微小球による光増幅の実現を主にした研究を行った。
複数微小球における研究においては、単一微小球・テーパーファイバー系の微小球にもう一つ別の微小球を近づけ、この二重球系の透過スペクトルと分散を実験的に測定した。単一球系においては共鳴周波数で透過光強度スペクトルにディップが現れるが、二重球系においては二つの球の共鳴周波数が一致したとき、太い線幅の共鳴ディップの中に狭い線幅の透過光強度が強くなる透過窓が現れ電磁誘導透明化(EIT)型の透過スペクトルを示す事を実験的に示した。また、この透過窓においては、入射したパルスが顕著な減衰・増幅・変形を受けずに遅い光が出現すること実験的に示した。
微小球光増幅器の研究においては、微小球の中に希土類のネオジウム(Nd^<3+>)をドープして1064nmの信号光を増幅する研究を行った。783nmのNd^<3+>を励起するためのレーザー光と信号の1064nmのレーザー光を重ね合わせてテーパーファイバーに入射し、このテーパーファイバーにNd^<3+>ドープ微小球を近づけて励起と増幅を調べる実験をした。この実験結果、励起光強度を上げてゆくに従って信号光の共鳴ディップが浅くなって行き、逆に共鳴ピークが現れることが分かった。今回の研究においては入射光強度の2.5倍まで増幅した光信号を得た。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Slow light in coupled-resonator induced transparency2007

    • 著者名/発表者名
      Kouki TotSuka, Norihiko Kobayashi Makoto Tomita
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 98

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optical microsphere amplification system2007

    • 著者名/発表者名
      Kouki TotSuka, Makoto Tomita
    • 雑誌名

      Optics Letters 23

      ページ: 3197-3199

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamics of fast and slow pulse propagation through a microsphere-optical fiber system2007

    • 著者名/発表者名
      Kouki Totsuka, Makoto Tomita
    • 雑誌名

      Physical review E 75. 1

      ページ: 16610-16610

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Observation of fast light in Mie scattering process2006

    • 著者名/発表者名
      Kouki Totsuka, Makoto Tomita
    • 雑誌名

      Physical review E 73. 4

      ページ: 45602-45602

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Slow an fast light in a microsphere -optical fiber system2006

    • 著者名/発表者名
      Kouki Totsuka, Makoto Tomita
    • 雑誌名

      Journal of the optical society of America B 23. 10

      ページ: 2194-2194

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] 連結共振器誘導透明化のスペクトル構造と群遅延のカップリング強度依存性2008

    • 著者名/発表者名
      戸塚 弘毅
    • 学会等名
      日本物理学会第63回年次大会
    • 発表場所
      近畿大学
    • 年月日
      2008-03-23
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 連結微小球に現れるEIT型スペクトルと遅い光の観測2007

    • 著者名/発表者名
      戸塚 弘毅
    • 学会等名
      日本物理学会第62回年次大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2007-09-21
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Observation of fast and slow light in a microsphere-optical fiber system2007

    • 著者名/発表者名
      戸塚 弘毅
    • 学会等名
      Conference on lasers and electro-optics QELS/CLEO 2007
    • 発表場所
      Convention Center,baltimore,USA
    • 年月日
      2007-05-07
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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