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光ファンクションジェネレーターを用いた光電場スイッチの集積化

研究課題

研究課題/領域番号 21H01395
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21060:電子デバイスおよび電子機器関連
研究機関龍谷大学 (2023)
徳島大学 (2021-2022)

研究代表者

吉井 一倫  龍谷大学, 先端理工学部, 講師 (90582627)

研究分担者 洪 鋒雷  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (10260217)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
2023年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2022年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2021年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワード超短パルスレーザー / 超高速科学 / 超高速光科学
研究開始時の研究の概要

超高速科学分野に横たわる「分散補償の限界」というパラダイムを突破するため,申請者が提案する独自の光技術は『光ファンクションジェネレーター(Optical function generator: OFG)』である.光ファイバーや光平面導波路といった既存の集積化プラットフォーム上の任意の相互作用位置でフーリエ変換限界のモノサイクル電場や矩形波などの任意波形光電場を自在に発生させることができる.本研究の概要はこの革新的光技術であるOFGの応用研究の一つとして『光「電場」スイッチの集積化』を実現することである.

研究成果の概要

周波数帯域1000テラヘルツ以上のハーモニクス発生部から振幅・位相操作部まで全て同軸で構成されたナノ秒OFG光源を開発した.また,開発した絶対位相測定装置を用いてパルス幅及び電場波形の計測を行った.
振幅・位相制御装置の組立て完了と,振幅制御装置の実証を完了.基本波光源の周波数安定化のためヨウ素安定化狭線幅半導体レーザーを構築.パルス幅測定装置及び電場波形測定装置の組み立てを完了.光電場誘起電流の観測装置を設計・構築完了.パルス幅計測と電場波形計測のため,電場波形測定装置である絶対位相計測系を改造し5倍波までの相関を計測することにより電場波形とパルス幅共に評価できる装置を作製し計測した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

2023年ノーベル物理学賞が「電子のダイナミクスを研究するためのアト秒パルスの生成に関する実験手法」に貢献した3氏へ送られた.アト秒光源の基礎研究への寄与が評価された一方で他の受賞技術に見られるような画期的な社会実装技術がまだ途上であることも同時に明らかになった.既存のアト秒光源が社会実装されていく際に突き当たる壁(既存分散補償技術の限界)を打破できるのがまさに本研究で開発を目指したOFGである.研究の最終目標であった『真空中や固体の表面近傍でのみ行われてきたアト秒光電場と物質との相互作用が,固体の深部で行えることを世に示す.』ことは,アト秒光科学の社会実装の推進に大いに貢献できると信じる.

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] 中赤外領域における広帯域な光周波数コム光源とデュアルコム分光2024

    • 著者名/発表者名
      吉井一倫
    • 雑誌名

      龍谷理工ジャーナル

      巻: 36 ページ: 9-15

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] 広帯域中赤外領域における光周波数コムとデュアルコム分光2024

    • 著者名/発表者名
      吉井一倫
    • 雑誌名

      光学

      巻: 53 ページ: 50-54

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hyperfine structure of molecular iodine measured using a light source with a laser linewidth at the megahertz level2021

    • 著者名/発表者名
      Kazumichi Yoshii, Chaoyun Chen, Haruki Sakagami, and Feng-Lei Hong
    • 雑誌名

      OSA Continuum

      巻: 4 号: 5 ページ: 1452-1460

    • DOI

      10.1364/osac.420628

    • NAID

      120007042431

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Offset-locking-based frequency stabilization of external cavity diode lasers for long-distance quantum communication2021

    • 著者名/発表者名
      Miyashita Takuto、Kondo Takeshi、Ikeda Kohei、Yoshii Kazumichi、Hong Feng-Lei、Horikiri Tomoyuki
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 60 号: 12 ページ: 122001-122001

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ac2e67

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 光コム・光周波数標準におけるPPLN導波路の応用2021

    • 著者名/発表者名
      洪鋒雷,吉井一倫
    • 雑誌名

      光アライアンス

      巻: 32 ページ: 14-18

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 導波路型 PPLN 結晶によるmW級中赤外光発生に最適化されたErファイバーコムシステム2024

    • 著者名/発表者名
      光本涼,久世直也,中嶋善晶,安井武史,美濃島薫,吉井一倫
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第44回年次大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 全偏波保持エルビウムファイバーコムを光源とする導波路型PPLN結晶によるmW級中赤外コム発生2024

    • 著者名/発表者名
      宇田圭佑, 光本涼,久世直也,中嶋善晶,安井武史,美濃島薫,吉井一倫
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第44回年次大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 水晶くさびペアと偏光子を用いたペタヘルツ帯域ハーモニクス光の全同軸振幅整形2024

    • 著者名/発表者名
      吉井一倫, 光本涼
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第44回年次大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ペタヘルツ帯域ハーモニクス光の全同軸振幅整形2024

    • 著者名/発表者名
      吉井一倫, 光本涼
    • 学会等名
      第71回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] mW-Level Mid-Infrared Frequency Comb Generation Using Waveguide-Type PPLN Crystal in Single-Pass Configuration2023

    • 著者名/発表者名
      Ryo Mitsumoto, Naoya Kuse, Kazuki Inoue, Yoshiaki Nakajima, Takeshi Yasui, Kaoru Minoshima, Kazumichi Yoshii
    • 学会等名
      The 12th Advanced Lasers and Photon Sources
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Single-Pass Configuration mW-Class Broadband Mid-Infrared Comb Using a Waveguide-Type PPLN Crystal2023

    • 著者名/発表者名
      Ryo Mitsumoto, Naoya Kuse, Kazuki Inoue, Yoshiaki Nakajima, Takeshi Yasui, Kaoru Minoshima, Kazumichi Yoshii
    • 学会等名
      CLEO: 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 導波路型PPLN結晶を用いたmW級広帯域中赤外光発生のためのErファイバーコムシステムの開発2023

    • 著者名/発表者名
      光本涼,久世直也,中嶋善晶,安井武史,美濃島薫,吉井一倫
    • 学会等名
      日本光学会 Optics & Photonics Japan 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 複屈折媒質と偏光子を用いたペタヘルツ帯域ハーモニクス光の全同軸振幅整形2023

    • 著者名/発表者名
      吉井一倫,光本涼
    • 学会等名
      日本光学会 Optics & Photonics Japan 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 導波路型PPLN結晶を用いた広帯域中赤外デュアルコム分光2023

    • 著者名/発表者名
      吉井 一倫,光本 涼,久世 直也,井上 一輝,中嶋 善晶,安井 武史,美濃島 薫
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第43回年次大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 導波路型PPLN結晶を用いたシングルパス構成広帯域中赤外コムの高出力化2023

    • 著者名/発表者名
      光本 涼,久世 直也,井上 一輝,中嶋 善晶,安井 武史,美濃島 薫,吉井 一倫
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第43回年次大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Mid-infrared Dual-comb Spectroscopy using Bidirectional Dual-comb Fiber Laser for Greenhouse N2O Gas Detection2022

    • 著者名/発表者名
      Jiajie Li, Akifumi Asahara, Haochen Tian, Kazumichi Yoshii, Takashi Kato, Yoshiaki Nakajima, Kaoru Minoshima
    • 学会等名
      CLEO-PR: 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Generation of a mW-class broadband mid-infrared comb using a waveguide-type PPLN crystal and its application to dual-comb spectroscopy2022

    • 著者名/発表者名
      Kazumichi Yoshii, Naoya Kuse, Kazuki Inoue, Ryo Mitsumoto, Yoshiaki Nakajima, Takeshi Yasui, Kaoru Minoshima
    • 学会等名
      CLEO-PR: 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 導波路型PPLN結晶を用いたmW級広帯域中赤外コム発生2022

    • 著者名/発表者名
      光本涼,久世直也,井上一輝,中嶋善晶,安井武史,美濃島薫,吉井一倫
    • 学会等名
      2022年度 応用物理・物理系学会 中四国支部 合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 導波路型PPLN結晶を用いた広帯域中赤外デュアルコム分光計2022

    • 著者名/発表者名
      吉井一倫,光本涼,久世直也,井上一輝,中嶋善晶,安井武史,美濃島薫
    • 学会等名
      第83回 応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 導波路型PPLN結晶を用いた広帯域中赤外コム発生の高出力化2022

    • 著者名/発表者名
      光本涼,久世直也,井上一輝,中嶋善晶,安井武史,美濃島薫,吉井一倫
    • 学会等名
      第83回 応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 導波路型PPLN結晶を用いたシングルパス構成mW級広帯域中赤外コム2022

    • 著者名/発表者名
      光本涼,久世直也,井上一輝,中嶋善晶,安井武史,美濃島薫,吉井一倫
    • 学会等名
      日本光学会 Optics & Photonics Japan 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 導波路型PPLN結晶を用いた広帯域中赤外コムの開発とその応用2022

    • 著者名/発表者名
      吉井一倫,光本涼,久世直也,井上一輝,中嶋善晶,安井武史,美濃島薫
    • 学会等名
      レーザー学会第570回研究会「次世代ファイバーレーザー技術」
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 離散スペクトルの新しい振幅・位相同軸操作法を用いた光ファンクションジェネレーター開発2022

    • 著者名/発表者名
      吉井一倫
    • 学会等名
      第7回フォトニクスワークショップ@那覇「遍く拡がる光科学の可能性!」
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 導波路型周期分極反転ニオブ酸リチウム結晶を用いた広帯域な可視光コム発生2022

    • 著者名/発表者名
      吉井一倫, 野邑寿仁亜, 田口佳穂, 久井裕介, 洪鋒雷,安井武史,美濃島薫, 久世直也
    • 学会等名
      第42回 レーザー学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 導波路型PPLN 結晶によるmW 級中赤外コム発生とデュアルコム分光計への応用2022

    • 著者名/発表者名
      吉井一倫, 久世直也, 井上一輝,中嶋善晶,安井武史,美濃島薫
    • 学会等名
      第42回 レーザー学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ペタヘルツ帯域を有す離散スペクトルの振幅・位相同軸操作法2021

    • 著者名/発表者名
      吉井一倫
    • 学会等名
      レーザー学会第555回研究会「フォトニクス・ワークショップ in 九州 」
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 導波路型PPLN結晶を用いた広帯域中赤外デュアルコム分光計の開発2021

    • 著者名/発表者名
      吉井一倫,久世直也,井上一輝,桝永大亮,中嶋善晶,安井武史,美濃島薫
    • 学会等名
      第82回 応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 双方向動作型モード同期ファイバレーザーを用いたコヒーレント中赤外光発生とデュアルコム分光への応用2021

    • 著者名/発表者名
      李嘉傑, Haochen Tian, 吉井一倫, 中嶋善晶, 加藤峰士, 浅原彰文, 美濃島薫
    • 学会等名
      第82回 応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 双方向動作型デュアルコムファイバレーザーの非線形波長変換による中赤外分光への応用2021

    • 著者名/発表者名
      李嘉傑,浅原彰文,Haochen Tian,吉井一倫,加藤峰士,中嶋善晶,美濃島 薫
    • 学会等名
      日本光学会 Optics & Photonics Japan 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 導波路型PPLN結晶による広帯域中赤外コム発生と分光への応用2021

    • 著者名/発表者名
      吉井一倫,久世直也,井上一輝,桝永大亮,中嶋善晶,安井武史,美濃島薫
    • 学会等名
      日本光学会 Optics & Photonics Japan 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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