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量子ドット-ナノ共振器結合系における二光子自然放出過程を活用した量子光源

研究課題

研究課題/領域番号 24760037
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 応用光学・量子光工学
研究機関東京大学

研究代表者

太田 泰友  東京大学, ナノ量子情報エレクトロニクス研究機構, 特任准教授 (90624528)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2012年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード量子ドット / フォトニック結晶 / 二光子過程 / 非線形光学 / ナノレーザー / 応用光学・量子光工学 / 量子情報 / 微小共振器
研究成果の概要

量子ドット‐フォトニック結晶ナノ共振器結合系における二光子相互作用の物理およびその応用に関する多くの成果を上げた。特に、レーザ発振および非線形光学波長変換を単一ナノ共振器中で実現する自己周波数変換ナノ共振器レーザを提案・実現した。量子ドットの広帯域ゲインを利用し、ほぼ可視域全体をカバーするマイクロ集積可視ナノレーザアレイを実現した。また、第二高調波発生が光子の量子統計性に依存することを実験理論の両面から議論した。加えて、強く結合した量子ドット‐ナノ共振器系からの自由空間への自然放出を測定する手法を提案・実証した。これらの成果は、二光子の物理を応用した様々な量子光源開発に対して重要な知見となる。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2015 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (20件) (うち招待講演 7件)

  • [雑誌論文] Vacuum Rabi Spectra of a Single Quantum Emitter2015

    • 著者名/発表者名
      Yasutomo Ota, Ryuichi Ohta, Naoto Kumagai, Satoshi Iwamoto, Yasuhiko Arakawa
    • 雑誌名

      Physical review letters

      巻: 114 号: 14 ページ: 143603-143603

    • DOI

      10.1103/physrevlett.114.143603

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measuring the second-order coherence of a nanolaser by intracavity frequency doubling2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Ota, K. Watanabe, S. Iwamoto, and Y. Arakawa
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 89 号: 2 ページ: 23824-23824

    • DOI

      10.1103/physreva.89.023824

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Frequency-doubled photonic crystal nanocavity lasers2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Ota, K. Watanabe, S. Iwamoto, and Y. Arakawa
    • 雑誌名

      SPIE Newsroom

      巻: -

    • DOI

      10.1117/2.1201401.005294

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Self-frequency summing in quantum dot photonic crystal nanocavity lasers2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Ota, K. Watanabe, S. Iwamoto, and Y. Arakawa
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters

      巻: 103 号: 24 ページ: 243115-243115

    • DOI

      10.1063/1.4846355

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanocavity-based self-frequency conversion laser2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Ota, K. Watanabe, S. Iwamoto, and Y. Arakawa
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 21 号: 17 ページ: 19778-19778

    • DOI

      10.1364/oe.21.019778

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High Q HI photonic crystal nanocavities with efficient vertical emission2012

    • 著者名/発表者名
      Hioyuki Takagi
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 20 号: 27 ページ: 28292-28300

    • DOI

      10.1364/oe.20.028292

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cavity Quantum Electrodynamics and Lasing Oscillation in Single Quantum Dot-Photonic Crystal Nanocavity Coupled Systems2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Arakawa
    • 雑誌名

      IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics

      巻: 18 号: 6 ページ: 1818-1829

    • DOI

      10.1109/jstqe.2012.2199088

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 自己周波数変換ナノ共振器レーザ2015

    • 著者名/発表者名
      太田泰友、渡邉克之、岩本 敏、荒川泰彦
    • 学会等名
      レーザ・量子エレクトロニクス研究会
    • 発表場所
      金沢
    • 年月日
      2015-05-21 – 2015-05-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Single Emitter Vacuum Rabi Splitting Measured Through Direct Free Space Spontaneous Emission2015

    • 著者名/発表者名
      Yasutomo Ota, Ryuichi Ohta, Naoto Kumagai, Satoshi Iwamoto, Yasuhiko Arakawa
    • 学会等名
      The Conference on Lasers and Electro-Optics and The Quantum Electronics and Laser Science Conference (CLEO/QELS 2015)
    • 発表場所
      San Jose, California, USA
    • 年月日
      2015-05-10 – 2015-05-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 量子ドット-ナノ共振器強結合系における光散逸経路間干渉2015

    • 著者名/発表者名
      太田泰友, 太田竜一, 熊谷直人, 岩本敏, 荒川泰彦
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Recent advance in quantum dot cavity quantum electrodynamics2015

    • 著者名/発表者名
      Yasutomo Ota, Satoshi Iwamoto, Yasuhiko Arakawa
    • 学会等名
      Physics of light-matter coupling in nanostructures 2015
    • 発表場所
      Medellin, Colombia
    • 年月日
      2015-02-03 – 2015-02-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Nonlinear optics in photonic crystal nanocavity quantum dot lasers2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Ota, K. Watanabe, S. Iwamoto and Y. Arakawa
    • 学会等名
      SPIE Photonics Asia
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2014-10-09 – 2014-10-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 自己周波数変換フォトニック結晶ナノ共振器レーザ2014

    • 著者名/発表者名
      太田泰友、渡邉克之、岩本 敏、荒川泰彦
    • 学会等名
      2014年電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 発表場所
      徳島
    • 年月日
      2014-09-23 – 2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ナノ共振器と強く結合した量子ドットの自由空間への自然放出スペクトル測定2014

    • 著者名/発表者名
      太田泰友、太田竜一、熊谷直人、岩本敏、荒川泰彦
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Quantum Dot Laser in the Cavity Quantum Electrodynamical Regime2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Arakawa, Y. Ota, K. Kamide, and S. Iwamoto
    • 学会等名
      24th IEEE International Semiconductor Laser Conference
    • 発表場所
      Palma de Mallorca, Spain
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Quantum dot cavity quantum electrodynamics using a photonic crystal nanocavity with high Q and small V2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Ota, S. Iwamoto and Y. Arakawa
    • 学会等名
      Progress In Electromagnetics Research Symposium
    • 発表場所
      Guangzhou, China
    • 年月日
      2014-08-25 – 2014-08-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Measurement of the second order coherence of a nanolaser through its intra-cavity second harmonic generation2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Ota, K. Watanabe, S. Iwamoto and Y. Arakawa
    • 学会等名
      The Conference on Lasers and Electro-Optics and The Quantum Electronics and Laser Science Conference (CLEO/QELS 2014)
    • 発表場所
      San Jose, California, USA
    • 年月日
      2014-06-08 – 2014-06-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Self-frequency conversion in photonic crystal nanocavity quantum dot lasers2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Ota, K. Watanabe, S. Iwamoto and Y. Arakawa
    • 学会等名
      SPIE Photonics West Conference
    • 発表場所
      San Francisco, USA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] フォトニック結晶ナノ共振器レーザにおける発振閾値近傍での緩和振動の観測2014

    • 著者名/発表者名
      太田 泰友, 渡邉 克之, 岩本 敏, 荒川 泰彦
    • 学会等名
      第61回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      神奈川
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Multi-color visible light generation by self-frequency doubling in photonic crystal nanocavity quantum dot lasers2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Ota, K. Watanabe, S. Iwamoto and Y. Arakawa
    • 学会等名
      CLEO/QELS 2013
    • 発表場所
      San Jose, USA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Self-frequency Summing in Photonic Crystal Nanocavity Quantum Dot Lasers2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Ota, K. Watanabe, S. Iwamoto and Y. Arakawa
    • 学会等名
      CLEO Pacific Rim
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Nonlinear photonic crystal nanocavities containing quantum dots2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Ota, K. Watanabe, S. Iwamoto and Y. Arakawa
    • 学会等名
      2013 EMN open access week
    • 発表場所
      Chengdu, China
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高 Q 値 H0 型フォトニック結晶ナノ共振器を用いたg/κ~4 を有する量子ドット共振器量子電磁力学系の実現2013

    • 著者名/発表者名
      太田泰友, 高宮大策, 太田竜一, 熊谷直人, 石田悟己, 岩本敏, 荒川泰彦
    • 学会等名
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 自己周波数逓倍化を利用したナノ共振器レーザーの g(2)(0)測定2013

    • 著者名/発表者名
      太田泰友
    • 学会等名
      第60回 応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学, 神奈川
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Intra-cavity frequency doubling in photonic crystal nanocavity quantum dot lasers2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Ota
    • 学会等名
      2012 IEEE Photonics Conference
    • 発表場所
      California, USA
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] フォトニック結晶ナノ共振器内自己波長変換を利用した可視域多色モノリシック集積量子ドットレーザー2012

    • 著者名/発表者名
      太田泰友
    • 学会等名
      第73回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      愛媛大学・松山大学, 愛媛
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Coherent visible light generation via self-frequency doubling in photonic crystal nanocavity quantum dot lasers2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Ota
    • 学会等名
      Joint Workshop on Advances in Nanophotonics
    • 発表場所
      Wurzburg, Germany
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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