| 研究課題/領域番号 |
20H02645
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分30020:光工学および光量子科学関連
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
森田 隆二 北海道大学, 工学研究院, 教授 (30222350)
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| 研究分担者 |
戸田 泰則 北海道大学, 工学研究院, 教授 (00313106)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2022年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2021年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2020年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
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| キーワード | 光渦 / 超短光パルス / チャープ / 超高速ビーム制御 / 擬粒子励起 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，申請者らのもつ独自のモノサイクル光パルス発生技術である極限的時間領域・周波数領域位相変調技術，トポロジカル光波を発生する空間的位相・偏光制御技術，さらには光波コヒーレント合成技術を融合させ，時間的にチャープした光渦パルスのコヒーレントビーム合成による高強度THz周波数回転光格子（光渦ペア）の生成を行い，また，ピコ秒領域で動径外方向，動径内方向，直線方向に断面強度分布（ビームパターン）が変化する，自在性を持ったビーム生成手法の確立をめざす。さらに，生成したビームを用いて，物質系における擬粒子励起とそのコヒーレント伝播制御・増強・新奇現象探索を行う。
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| 研究成果の概要 |
超短光渦パルスの重ね合わせによる，超高速回転光格子（光渦ペア）生成技術を基本ツールとして用い，さらにこれを拡張することにより極限時間域における超高速ビームパターン変調技術を確立させる。これを目的とし，未解決・未到達の以下の項目：(1) 高強度超高速回転リング状光格子（光渦ペア）の生成のための高出力光源の開発，(2) 様々な光渦空間モードの重ね合わせによる自在ビームパターン変調法の確立，(3) 高強度超高速ビームパターン変調による，物質系における擬粒子励起とそのコヒーレント伝播制御・増強・新奇現象探索ための光格子のポインティングベクトル解析を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
超高速変調ビームパターン発生光学系の高出力化・高効率化を行い，応用に耐えうる超高速ビームパターン変調光学系を開発した後，様々なチャープ光渦パルスを重ね合わせることにより，自在性を有した軸対称ビームパターン変調を行う手法を確立させた。この手法により最も高速でビームパターン変調を行うことができている。また，複雑な重ね合わせ光渦パルスに関し，ポインティングベクトルを解析的に求め，パルス時間包絡線内平均をとることにより，合成光渦ビームの軌道角運動量の振る舞いの観点から，擬粒子励起などの応用の際の留意点を明らかにした。
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