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位相の自在な操作を組込むことによる非線形光学過程の新しい可能性の開拓

研究課題

研究課題/領域番号 20H01837
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分13020:半導体、光物性および原子物理関連
研究機関電気通信大学

研究代表者

大饗 千彰  電気通信大学, 量子科学研究センター, 助教 (80787664)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2022年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2021年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2020年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
キーワード非線形光学過程 / 真空紫外レーザー / 非線形光学過程の自在操作 / 非線形光学過程の操作 / 真空紫外域非線形分光学 / 真空紫外レーザー分光 / 真空紫外 / 非線形分光
研究開始時の研究の概要

レーザーの発明以来、短パルス化・短波長化などの様々なレーザー技術の極限化が行われ、それを基盤にして様々な光科学が発展した。その中で短波長かつ単一周波数の領域は未だにフロンティアとして残されている。真空紫外域における波長可変単一周波数レーザー技術はその代表例と言える。
本研究の目的は、非線形光波長変換の途中段階において人為的に任意に光位相を制御することで自在に非線形光学過程を操作するというユニークな手法を用いて、真空紫外域における波長可変単一周波数レーザー技術を確立することにある。

研究成果の概要

非線形光学過程はそこに関与する光の相対位相に敏感であることが知られている。この位相関係を媒質中で積極的に制御することで、非線形光学過程自体の進行する方向とその速度を操作することができる。本研究は、このような操作によって可能となる非線形光学過程の新たな可能性を探ることを目的としている。本研究ではこの手法を、パラ水素を用いた高次のラマン共鳴4波混合過程に適用し、この非線形光学過程を多様な形態に操作することを試みた。その結果、発生した多数の周波数の光のうちの、特定の周波数を選択して発生、すべての周波数で均等に発生、といった非常に特徴的な非線形光学過程の操作が可能であることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で得られた成果を基にして、これを真空紫外域にスケーリングすることで、未踏のレーザー技術である“真空紫外100-200 nm全域で波長可変な単一周波数レーザー”を実現できると期待される。真空紫外域において、このようなレーザー技術が確立されれば、これまでレーザー光源による制約から困難であった様々な応用研究が可能になると予想される。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 6件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Engineering nonlinear optical phenomena by arbitrarily manipulating the phase relationship among the relevant optical fields2022

    • 著者名/発表者名
      Weiyong Liu, Chiaki Ohae, Jian Zheng, Soma Tahara, Masaru Suzuki, Kaoru Minoshima, Hisashi Ogawa, Tetsushi Takano & Masayuki Katsuragawa
    • 雑誌名

      Communications Physics

      巻: 5 号: 1 ページ: 179-179

    • DOI

      10.1038/s42005-022-00956-6

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Continuous synthesis of arbitrary optical waveforms on a sub-femtosecond timescale2022

    • 著者名/発表者名
      A. Tomura, C. Ohae, K. Nakagawa, K. Minoshima, and M. Katsuragawa
    • 雑誌名

      CLEO Technical Digest

      巻: CWP2E ページ: 01-01

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Engineering of nonlinear optical processes by arbitrarily manioulating the relevant optical phases2022

    • 著者名/発表者名
      W. Liu, C. Ohae, J. Zheng, S. Tahara, M. Suzuki, K. Minoshima, and M. Katsuragawa
    • 雑誌名

      CLEO Technical Digest

      巻: CFP6I ページ: 02-02

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] 10 W injection-locked single-frequency continuous-wave titanium:sapphire laser2021

    • 著者名/発表者名
      Tetsushi Takano, Hisashi Ogawa, Chiaki Ohae, and Masayuki Katsuragawa
    • 雑誌名

      optics express

      巻: 29 号: 5 ページ: 6927-6927

    • DOI

      10.1364/oe.415583

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 超高層大気中に分布する流星由来カルシウム原子・イオンの全夜連続観測2023

    • 著者名/発表者名
      橋本 彩香、音瀬 めぐみ、小林 蒼汰、大饗 千彰、桂川 眞幸、江尻 省、西山 尚典、中村 卓司
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 非線形光学過程におけるエンジニアリング - ラマン共鳴四波混合過程を典型例として -2023

    • 著者名/発表者名
      桂川 眞幸、大饗 千彰、鄭 健、劉 衛永
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 位相操作を組込むことによる非線形光学現象の形態の操作 ‐ ラマン共鳴四波混合過程を用いた原理検証実験 ‐2023

    • 著者名/発表者名
      大饗 千彰、劉 衛永、鄭 健、佐藤 昂大、鈴木 勝、美濃島 薫、小川 尚史、高野 哲至、桂川 眞幸
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 超高層大気観測を目的とした二波長共鳴散乱ライダーの開発2023

    • 著者名/発表者名
      橋本 彩香、音瀬 めぐみ、小林 蒼汰、大饗 千彰、桂川 眞幸、江尻省、西山 尚典、中村 卓司
    • 学会等名
      レーザー学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 可視域から近赤外域に渡る連続波光の位相同期を用いた光シンセサイザー2023

    • 著者名/発表者名
      戸村 暁廣、大饗 千彰、中川 賢一、美濃島 薫、桂川 眞幸
    • 学会等名
      レーザー学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Novel routes in optical processes2022

    • 著者名/発表者名
      C. Ohae, W. Liu, J. Zheng and M. Katsuragawa
    • 学会等名
      15th Asia Pacific Physics Conference (APPC15)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Continuous synthesis of arbitrary optical waveforms on a sub-femtosecond timescale2022

    • 著者名/発表者名
      A. Tomura, C. Ohae, K. Nakagawa, K. Minoshima, and M. Katsuragawa
    • 学会等名
      CLEO-PR
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Engineering of nonlinear optical processes by arbitrarily manioulating the relevant optical phases2022

    • 著者名/発表者名
      W. Liu, C. Ohae, J. Zheng, S. Tahara, M. Suzuki, K. Minoshima, and M. Katsuragawa
    • 学会等名
      CLEO-PR
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Novel light sources for quantum sensors and simulators2022

    • 著者名/発表者名
      T. Takano, H. Ogawa, W. Liu, C. Ohae, M. Katsuragawa
    • 学会等名
      Quantum sensors and tests of new physics
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 深紫外領域への高効率・高品質な波長変換2022

    • 著者名/発表者名
      大久保 直幸,豊永 大貴, 永野 正統, 長谷川 健司, 大饗千彰, 桂川眞幸
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 光の位相の自在な操作を用いたオンデマンドな波長変換2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤 昂大, 大饗 千彰, 劉 衛永, 鈴木 勝, 桂川 眞幸
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 中間圏界面の金属原子層観測を目的とする注入同期ナノ秒パルスチタンサファイアレーザーの開発2022

    • 著者名/発表者名
      橋本 彩香, 音瀬 めぐみ, 小林 蒼汰, 大饗 千彰, 桂川 眞幸, 江尻 省, 中村 卓司, 西山 尚典
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ナノ秒パルスレーザー光の高効率・高品質な波長変換2021

    • 著者名/発表者名
      大久保直幸, 豊永大貴, 永野正統, 長谷川健司,大饗千彰, 桂川眞幸
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会OPJ2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] CWレーザーの位相同期をベースとしたサブフェムト秒光シンセサイザー2021

    • 著者名/発表者名
      戸村 暁廣, 大饗千彰, 美濃島薫, 桂川眞幸
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会OPJ2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 任意な位相・振幅操作による光波形生成とその再現性2021

    • 著者名/発表者名
      戸村 暁廣、大饗 千彰、美濃島 薫、桂川 眞幸
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
  • [学会発表] 高層大気中の中性原子およびイオンの同時計測を可能にする二波長発振注入同期チタンサファイアレーザーの開発2021

    • 著者名/発表者名
      音瀬 めぐみ、渡邊 哲人、大久保 直幸、佐藤 昂大、豊永 大貴、大饗 千彰、桂川 眞幸、江尻 省、中村 卓司
    • 学会等名
      レーザー学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
  • [学会発表] 高効率・高品質な波長変換による深紫外光の生成2021

    • 著者名/発表者名
      永野 正統、大饗 千彰、大久保 直幸、豊永 大貴、桂川 眞幸
    • 学会等名
      レーザー学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
  • [学会発表] Tailoring nonlinear optical phenomena by artificially manipulating the relevant optical phases - Toward high-resolution laser spectroscopy in the vacuum ultraviolet region -2021

    • 著者名/発表者名
      C. Ohae, W. Liu, J. Zheng and M. Katsuragawa
    • 学会等名
      29th International Laser Physics Workshop (LPHYS’22)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 共鳴散乱ライダーによる中間圏・熱圏下部金属層観測のためのレーザーシステムの開発2021

    • 著者名/発表者名
      音瀬 めぐみ,佐藤 昂大,橋本彩香,大饗 千彰,桂川 眞幸
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Engineered generation of a specfic Stokes order in stimulated Raman scattering process2020

    • 著者名/発表者名
      Weiyong Liu, Chiaki Ohae, Jian Zheng, Soma Tahara, Masaru Suzuki, Kaoru Minoshima, Masayuki Katsuragawa
    • 学会等名
      The 2020 CLEO, CLEO Technical Digest
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 光位相の自在な操作が拓く線形・非線形光学過程の新たな道2020

    • 著者名/発表者名
      大饗 千彰、桂川 眞幸
    • 学会等名
      超高速光エレクトロニクス研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 能動的に様々な形態に操作される非線形光学過程2020

    • 著者名/発表者名
      大饗 千彰、鄭 健、劉 衛永、田原 壮馬、鈴木 勝、美濃島 薫、桂川 眞幸
    • 学会等名
      レーザー学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Ca^+とCaのLiDAR計測が可能な二波長注入同期ナノ秒ハ?ルスレーサ?ーの開発2020

    • 著者名/発表者名
      音瀬 めぐみ、渡邊 哲人、林 湧斗、大饗 千彰、桂川 眞幸、江尻 省、中村 卓司
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ナノ秒パルスレーザー光の高効率かつ高ビーム品質な波長変換2020

    • 著者名/発表者名
      永野 正統、長谷川 健司、田原 壮馬、大饗 千彰、桂川 眞幸
    • 学会等名
      レーザー学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 注入同期ナノ秒パルスチタンサファイアレーザーの出力スケーリング2020

    • 著者名/発表者名
      音瀬 めぐみ、大饗 千彰、桂川 眞幸
    • 学会等名
      レーザー学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 電気通信大学 教員基本データベース

    • URL

      https://researchers.uec.ac.jp/search/detail?systemId=dfa5ce4b16cd8629520e17560c007669&lang=ja

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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