| 研究課題/領域番号 |
19J20968
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 審査区分 |
小区分13020:半導体、光物性および原子物理関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
杉浦 健太 京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2021年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2020年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2019年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
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| キーワード | 四光波混合 / リング共振器 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
複数の状態が古典論では説明できない相関を持つ「量子もつれ」は、特定の問題に対して古典計算より圧倒的に高速な量子計算において不可欠である。また近年，半導体技術で作製できる導波路によるオンチップ周波数もつれ光子対源が，コンパクトかつ安価なため着目されている．しかし，これまで研究されてきたシリコン導波路には，二光子吸収により光子対発生量が飽和するという問題があった．そこで本研究では，二光子吸収の影響が無視できるほど小さい窒化シリコン系材料を用いたリング共振器による，オンチップ広帯域周波数もつれ光子対源の実現を目指す．
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| 研究実績の概要 |
本年度は，窒化シリコン系リング共振器によるオンチップ広帯域周波数もつれ光子対源の実現に向けて，リング共振器内で発生する光子対のスペクトルと実験パラメータの関係に関する研究を行ってきた．リング共振器を用いた光子生成は，Chemboによって理論的な計算がされている[Chembo, Rhys. Rev. A, 93, 033820 (2016)]．この理論によると，発生する光子のスペクトルは，リング共振器の分散や非線形性，入力するレーザの周波数といった実験パラメータによって決定される．しかし，この理論の実験的な検証は行われおらず，さらに，光子対としての振る舞いについては理論的にも検証されていなかった． そこで初めに，高屈折率コントラストドープガラスリング共振器内で発生する光子のスペクトルを，高Q値なリング共振器と温調器を組み合わせた自作のフィルタを用いて測定した．その結果，Chemboの理論の予測するような結果が得られた．また，実験パラメータによって光子のスペクトルが変化することを確認し，理論の実験的な検証に成功した．次に，光子対の振る舞い(スペクトル)を理論的に計算した．そして，実験的に光子対のスペクトルを測定し比較した．その結果，理論と実験結果は良い一致を示した．これらの結果は，広帯域な光子対の生成だけでなく，様々な目的に向けたリング共振器型オンチップ光子対源の設計に非常に有用である．
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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