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ファイバ光源および光ファイバをプラットフォームにした連続変数量子情報処理

研究課題

研究課題/領域番号 19023008
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

神成 文彦  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40204804)

研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
8,700千円 (直接経費: 8,700千円)
2008年度: 4,400千円 (直接経費: 4,400千円)
2007年度: 4,300千円 (直接経費: 4,300千円)
キーワード応用光学・量子光学 / 量子情報物理 / 量子エレクトロニクス / 非線形ファイバ光学 / スクイージング / 応用光学・量子光工学 / 高性能レーザー / 量子情報処理 / ファイバ非線形光学
研究概要

古典的光通信ネットワークにおいて汎用化されている, Erドープファイバ増幅器(EDFA)光源と光ファイバ非線形光学を用い, 連続量量子もつれ光発生に必要な真空スクイーズド(SV)パルスを発生させるための要素技術を開発を行った。
1. スクイーザとしてのファイバにおけるGAWBS雑音は, ガウス型雑音であるため非ガウス型post-selectionでは除去できない。従来, 数10mの長さで用いられていたSagnacファイバ干渉計を3mまで短くすることでGAWBSを低減し, 波長1550nmで-2.3dBのSVパルスを発生させることに成功した。また, 波長800nm帯ではファイバ長を10cmに短くできることも明らかにした。
2. 短い光ファイバでスクイーザを構築するならば, 光ファイバに固執せず, 導波路非線形材料の可能性も考えるべきである。そこで, 我々は周期分極反転LiNbO3結晶のカスケード2次非線形光学効果を用いたSagnac型干渉計を構築し, 最大-1.7dBのSVパルス発生を実現した。カスケード3次非線形光学効果によるSVパルス発生は, 本研究が最初の報告である。
3. 一方, ファイバ伝播中のGAWBS雑音はpost-selection法で除去可能である。我々は, SVパルスの純粋度を改善させる目的で, post-selcction実験を行った。スクイージング量にはほとんど影響を与えず, 反スクイージング量のみを12.6dBから4dBまで削減できることを実験的に証明した。
4. 波長800nmの正常分散波長領域においても, 光ファイバ非線形光学効果によってSVパルス発生が可能であることを実験から明らかにした。その際, ファイバの正分散を入射パルスに前もって負分散を与えて補償することが効果的であること計測結果から示した。
5. EDFAを使用するためには, 光源のコヒーレンス化が必要であるが, 我々は, パルス毎に光子数および位相分散を計測し, SV測定後にポストセレクションする新しい手法を考案した。

報告書

(2件)
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2009 2008 2007

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] Purification of squeezed vacuum pulse generated from a Sagnacloop fiber using linear optics and conditional homodyne detection2009

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Hirosawa, Yoshinori Momose, Hidetake Ushio, Yuji Fujiwara, Fumihiko Kannari
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 48

    • NAID

      40016500910

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum correlated pulse pair generation during pulse trapping in optical fibers2007

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Hirosawa
    • 雑誌名

      Physical Review A 76

      ページ: 43817-43821

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 単ファイバを用いたSagnacループ干渉計による波長800nm真空スクイズドパルスの発生2009

    • 著者名/発表者名
      中込久幸, 藤原悠二, 廣澤賢一, 神成文彦
    • 学会等名
      レーザー学会
    • 発表場所
      徳島大学
    • 年月日
      2009-01-10
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 非線形偏光干渉計(NOPI)を用いたスクイズド光発生における導波性ブリルアン散乱(GAWBS)の低減2009

    • 著者名/発表者名
      潮英岳, 伊東泰幸, 廣澤賢一, 神成文彦
    • 学会等名
      レーザー学会
    • 発表場所
      徳島大学
    • 年月日
      2009-01-10
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Excessive noise purification using temporal homodyne detection toward a fibre-based continuous-variable entangled light source2008

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Hirosawa, Yuji Fuji-wara, Hidetake Ushio, Fumihiko Kannari
    • 学会等名
      Annual Meeting of Optical Society of America
    • 発表場所
      Rochester, USA
    • 年月日
      2008-10-20
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Generation of Squeezed vacuum light pulse at non-soliton wave-length of 800 nm with a Sagnac loop fiber interferometer2008

    • 著者名/発表者名
      Yuji Fujiwara, Kenichi Hiro-sawa, Fumihiko Kannari
    • 学会等名
      CLEO/QELS
    • 発表場所
      San Jose, USA
    • 年月日
      2008-05-06
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 超高速ファイバ非線形光学効果を用いたスクイーズドパルス光2008

    • 著者名/発表者名
      中込 久幸
    • 学会等名
      第55回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      日本大学理工学部
    • 年月日
      2008-03-27
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 超高速ファイバ非線形光学効果を用いた1.5μmスクイズドパルス光のポストセレクション観測2008

    • 著者名/発表者名
      潮 英岳
    • 学会等名
      第55回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      2008年3月27日
    • 年月日
      2008-03-27
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Generation of 1.5-micro-meter squeezed vacuum pulse using a Sagnacloop interferometer2008

    • 著者名/発表者名
      K. Hirosawa
    • 学会等名
      The 6th Asia Pacific Laser Symposium
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2008-01-31
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Generation of squeezed vacuum light pulse at 800 nm with a Sagnacloop fiber interferometer2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Fujiwara
    • 学会等名
      The 6th Asia Pacific Laser Symposium
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2008-01-31
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Sagnacループファイバ干渉計を用いた波長800nm真空スクイズド光発生2008

    • 著者名/発表者名
      藤原 悠二
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第28回年次大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2008-01-30
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] パラメトリック共振器を光源に用いた光ファイバによる1.5 μm帯スクイズド光の発生2008

    • 著者名/発表者名
      廣澤 賢一
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第28回年次大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2008-01-30
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2018-03-28  

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