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高次ラゲールガウスモードのGouy位相の可視化と光計測への応用

研究課題

研究課題/領域番号 18K14151
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分30020:光工学および光量子科学関連
研究機関高知工科大学

研究代表者

小林 弘和  高知工科大学, システム工学群, 准教授 (60622446)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードグイ位相 / 光渦 / 動径モード / 空間位相変調器 / 光計測 / ラゲールガウスビーム / ドップラー速度計
研究成果の概要

本研究ではラゲールガウス(LG)ビームの高次動径モードのGouy位相を伝搬に伴う強度分布の回転(Gouy回転)として可視化する実験を行なった。成果として、まず空間位相変調器の位相分布を最適化することで動径モードp=10までを高精度に生成することに成功した。さらにGouy回転が動径モードpに比例して増大することを実験的に示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

伝搬に伴い回転する強度分布を持った光ビームは微小粒子の光操作に応用可能である。またGouy位相に起因した強度分布の回転はGouy位相で誘起されるドップラーシフトとして理解することができる。したがって既存のドップラー速度計とは原理的に異なる速度計測が実現可能である。さらにGouy位相によるドップラーシフトは通常の線形ドップラーシフトとは符号が逆であるため、吸収分光などにおけるドップラー広がりを低減する効果を持ち、分光測定やその他の光計測への応用が期待される。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Integer multiplier for the orbital angular momentum of light using a circular-sector transformation2019

    • 著者名/発表者名
      Satoru Takashima, Hirokazu Kobayashi, and Katsushi Iwashita
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 100 号: 6 ページ: 063822-063822

    • DOI

      10.1103/physreva.100.063822

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 高次モードの光渦の伝搬による光強度分布回転2019

    • 著者名/発表者名
      横川 恒助, 小林 弘和, 岩下 克
    • 学会等名
      2019年度応用物理・物理系学会 中国四国支部 合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Integer Multiplier for Orbital Angular Momentum of Light2019

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Kobayashi, Satoru Takashima, Katsushi Iwashita
    • 学会等名
      5th International Conference on Optical Angular Momentum
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 光渦の伝搬による光強度分布回転2019

    • 著者名/発表者名
      横川 恒助, 小林 弘和, 岩下 克
    • 学会等名
      OPE研究会2019年度4月研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 幾何学変換を利用したOAM逓倍操作と動径モードによるGouy回転の増幅2019

    • 著者名/発表者名
      小林 弘和
    • 学会等名
      第4回光渦討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 光渦の強度分布の回転によるGouy位相の可視化2018

    • 著者名/発表者名
      横川 恒助, 小林 弘和, 岩下 克
    • 学会等名
      電気関係学会四国支部連合大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-02-19  

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