簡便な単一光子源の開発と量子状態制御

• 研究課題/領域番号: 22340113
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 原子・分子・量子エレクトロニクス
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 久我 隆弘 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (60195419)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円); 2012年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2011年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2010年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
• キーワード: 単一光子源 / 半導体ナノ粒子 / 1粒子計測 / 量子情報処理 / 量子暗号 / アンチバンチング / ナノファイバー / ポリマー薄膜 / コロイド量子ドット / 簡便な単一光子源 / 光導波路 / ブリンキング

研究概要

従来のものに比べてはるかに簡便かつ安価な単一光子発生装置を開発した。化学的に多量に合成できる半導体ナノ粒子(直径数nm程度)をポリマー薄膜中に固定し、その中の1個に着目してレーザー光を照射する。1個のナノ粒子からは、量子閉じ込め効果により一度に1個の光子しか放出されないため、この系はそのまま単一光子源となる。1秒あたり1万個を超える光子を光ファイバーに導き、単一光子の証であるアンチバンチングを確認した。

研究成果

• [雑誌論文] Carbon nanotube/polymer composite coated tapered fiber for four wave mixing based wavelength conversion (2013)
  • 著者名/発表者名: Bo Xu, Mika Omura, Masato Takiguchi, Amos Martinez, Takaaki Ishigure, Shinji Yamashita, Takahiro Kuga
  • 雑誌名: Optics Express 巻: 21巻 ページ: 3651-3657
  • 査読あり
• [雑誌論文] Saturated absorption spectroscopy of acetylene molecules with an optical nanofiber (2011)
  • 著者名/発表者名: Masato Takiguchi, Yutaka Yoshikawa, Takayuki Yamamoto, Kazuyuki Nakayama, Takahiro Kuga
  • 雑誌名: Optics Letters 巻: 36巻 ページ: 1254-1256
  • 査読あり
• [雑誌論文] Saturated absorption spectroscopy of acetylene molecules with an optical nanofiber. (2010)
  • 著者名/発表者名: 滝口雅人
  • 雑誌名: Optics Letters 巻: 36 ページ: 1254-1256
  • 査読あり
• [学会発表] 波面制御による半導体ナノ粒子への光アドレッシング (2012)
  • 著者名/発表者名: 竹内誠,豊浜弘海,久我隆弘
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 横浜国立大学(横浜)。
  • 年月日: 2012-09-19
• [学会発表] Multi-solitons in a Dispersion Managed Fiber Laser using a Carbon Nanotube-Coated Taper Fiber (2012)
  • 著者名/発表者名: Amos Martinez, Mika Omura, MasatoTakiguchi, Bo Xu, Takahiro Kuga,Takaaki Ishigure, Shinji Yamashita
  • 学会等名: Signal Processing in Photonic Communications
  • 発表場所: Colorado Springs, Colorado United States。
  • 年月日: 2012-06-19
• [学会発表] 半導体ナノ粒子を用いた簡便な単一光子源の光子統計測定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 芥川嘉成
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] 半導体ナノ粒子を用いた簡便な単一光子源の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 芥川嘉成、室屋海晴、滝口雅人、中山和之、竹内誠、久我隆弘
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 大阪府立大学(大阪)
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] 半導体ナノ粒子を用いた簡便な単-光子源の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 芥川嘉成
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 大阪府立大学
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] 半導体ナノ粒子を用いた簡便な単一光子源の光子統計測定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 芥川嘉成、竹内誠、久我隆弘
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 富山大学(富山)
  • 年月日: 2010-09-23
• [学会発表] 波面制御による半導体ナノ粒子への光アドレッシング
  • 著者名/発表者名: 竹内誠、豊浜弘海、久我隆弘
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 横浜国立大学(横浜)
• [備考]
  • URL: http://kuga-lab.c.u-tokyo.ac.jp