| 研究課題/領域番号 |
21H01837
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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 | 埼玉大学 |
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研究代表者 |
塩田 達俊 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (10376858)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2021年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
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| キーワード | 光計測 / 超高速光波形計測 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究の目的は、フェムト秒時間分解能でナノ秒範囲の光波形を“ワンショット”で計測する光計測システムを開発することである。具体的には、申請者が提案した周波数領域の光相関測定を高速波形計測に適用し、サブピコ秒からピコ秒台をカバーするワンショット光波形計測システムを実現する。化学反応や分解反応の様に一度しか生じない不可逆反応の解析可能性を実証する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では新たな光波形計測手法として周波数領域光相関法(FDOC)を提案した。この手法では、周波数領域で被計測信号のスペクトルを走査し、源信号との相関値を取得する。取得した相関スペクトルに逆フーリエ変換処理を施すことで信号の波形情報を取得する。周波数領域での信号処理であるから、光電変換器などの電子デバイスの遮断周波数に制限されず、超高速な任意光波形を計測することが可能となる。本課題では、信号の連続的なスペクトル走査にSSB光変調器をループ回路に設置した光周波数シフターを構築して、100GHz台の周波数走査を可能とし、シミュレーションと実験の両面で検討し、原理確認を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ピコ秒やフェムト秒時間領域を扱う超高速光技術は、光化学反応の反応素過程やレーザー加工の動力学の解析などの応用が必要とされている。ポンプ・プローブ法や自己相関器、光サンプリングオシロスコープは光パルスの光波形を捉えることができる。ところが、任意波形やシングルショット計測は困難である。そこで、我々は周波数領域の相関法を新たに提案してスペクトル領域で高密度に光波形を測定できる手法を開発した。本手法は原理的にサブピコ秒からピコ秒時間分解能で、数10～100 ps程度の長い時間領域の性能が得られると期待されている。本課題では単一の光検出器でピコ秒前後の分解能をもったシングルショット波形計測法を提案した。
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