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光渦による光励起素過程と新奇プラズマ分光・制御法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 25287152
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 プラズマ科学
研究機関日本大学 (2014-2016)
名古屋大学 (2013)

研究代表者

荒巻 光利  日本大学, 生産工学部, 准教授 (50335072)

研究分担者 戸田 泰則  北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00313106)
吉村 信次  核融合科学研究所, 大学共同利用機関等の部局等, 准教授 (50311204)
寺坂 健一郎  九州大学, 総合理工学研究科(研究院), 助教 (50597127)
連携研究者 伊藤 清一  広島大学, 先端物質科学研究科, 助教 (70335719)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
20,410千円 (直接経費: 15,700千円、間接経費: 4,710千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2015年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2014年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
2013年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
キーワード光渦 / プラズマ分光 / ラゲールガウスビーム / 横ドップラーシフト / ドップラー分光 / ラゲール・ガウシアン / レーザー冷却 / 強結合プラズマ
研究成果の概要

光渦は近軸ヘルムホルツ方程式の円筒座標系の解であり,らせん状の等位相面を持つ.光渦が3次元のらせん状の等位相面を持つため,光渦中の観測者は3次元のドップラー効果を感じる.本研究では,光渦の特異なドップラー効果を利用して,ビームを横切る方向の流れに感度がある分光法を開発した.この光渦分光法により,ビームを横切るガス流を,光渦のドップラー吸収スペクトルおよび飽和吸収分光のLamb dipの横ドップラーシフトとして検出することに成功した. 横ドップラーシフトの位相特異点からの距離に対する依存性は定性的に理論と一致したが,定量的な評価には,横ドップラーシフト検出の更なる精度向上が必要となる.

報告書

(5件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2017 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 7件、 招待講演 4件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] Low Perturbative Observation of Moderately Coupled Plasma Using a Probe Laser Induced Fluorescence2014

    • 著者名/発表者名
      M. Aramaki
    • 雑誌名

      JPS Conf. Proc.

      巻: 1 ページ: 15017-15017

    • DOI

      10.7566/jpscp.1.015017

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 液晶ポリマー偏光素子を用いた光渦生成と吸収分光への適用2017

    • 著者名/発表者名
      吉村信次, 小澤直也, 荒巻光利, 寺坂健一郎, 永岡賢一, 田中雅慶
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学(豊中キャンパス)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 光渦飽和吸収分光におけるLamb dipの周波数シフト2017

    • 著者名/発表者名
      荒巻光利, 吉村信次, 森崎友宏, 寺坂健一郎, 田中雅慶, 戸田泰則
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学(豊中キャンパス)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 周方向ドップラーシフトに対するラゲールガウスビームの拡がりの効果2017

    • 著者名/発表者名
      小澤直也, 吉村信次, 荒巻光利, 寺坂健一郎, 田中雅慶, 森崎友宏, 永岡賢一
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学(豊中キャンパス)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Azimuthal Doppler shift of absorption spectrum in optical vortex laser absorption spectroscopy2016

    • 著者名/発表者名
      Conference, October 10th - 14th, 2016, Bochum, Germany. [4]SHINJI YOSHIMURA, MITSUTOSHI ARAMAKI, NAOYA OZAWA, KENICHIRO TERASAKA, MASAYOSHI TANAKA, KENICHI NAGAOKA, TOMOHIRO MORISAKI
    • 学会等名
      58th Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics
    • 発表場所
      San Jose, California, USA
    • 年月日
      2016-10-31
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Detection of beam-crossing Doppler shift using an optical vortex beam2016

    • 著者名/発表者名
      MITSUTOSHI ARAMAKI, SHINJI YOSHIMURA, YASUNORI TODA, TOMOHIRO MORISAKI, KENICHIRO TERASAKA, MASAYOSHI TANAKA
    • 学会等名
      69th Annual Gaseous Electronics Conference
    • 発表場所
      Bochum, Germany
    • 年月日
      2016-10-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Laser absorption velocimetry using an optical vortex beam2016

    • 著者名/発表者名
      SHINJI YOSHIMURA, MITSUTOSHI ARAMAKI, NAOYA OZAWA, KENICHIRO TERASAKA, MASAYOSHI TANAKA, TOMOHIRO MORISAKI
    • 学会等名
      69th Annual Gaseous Electronics Conference
    • 発表場所
      Bochum, Germany
    • 年月日
      2016-10-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ラゲールガウスビームを用いた周方向ドップラー効果の観測II2016

    • 著者名/発表者名
      吉村信次, 荒巻光利, 小澤直也, 寺坂健一郎, 田中雅慶, 永岡賢一, 森崎友宏
    • 学会等名
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 光渦レーザーを用いた飽和吸収分光におけるスペクトル形状の空間変化2016

    • 著者名/発表者名
      荒巻光利, 戸田泰則, 吉村信次, 森崎友宏, 寺坂健一郎, 田中雅慶
    • 学会等名
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Proof-of Principle of Laser Absorption Velocimetry Using an Optical Vortex2016

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshimura, M. Aramaki, N. Ozawa, K. Terasaka, M. Y. Tanaka, T. Morisaki
    • 学会等名
      7th International Workshop on Plasma Spectroscopy
    • 発表場所
      Inuyama, Japan
    • 年月日
      2016-06-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 光渦レーザーを用いたドップラー分光 -光の位相構造の利用-2016

    • 著者名/発表者名
      荒巻光利
    • 学会等名
      日本物理学会 第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学(泉キャンパス)、宮城県仙台市
    • 年月日
      2016-03-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ラゲールガウスビームを用いた周方向ドップラー効果の観測2016

    • 著者名/発表者名
      小澤直也, 浅井翔馬, 吉村信次, 荒巻光利, 寺坂健一郎, 田中雅慶, 森崎友宏
    • 学会等名
      日本物理学会 第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学(泉キャンパス)、宮城県仙台市
    • 年月日
      2016-03-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] HYPER-I 装置における光渦を用いたレーザー吸収分光2015

    • 著者名/発表者名
      吉村信次,浅井翔馬,荒巻光利,小澤直也,寺坂健一郎,田中雅慶,森崎友宏
    • 学会等名
      第32回プラズマ・核融合学会 年会
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス、愛知県名古屋市
    • 年月日
      2015-11-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Azimuthal Doppler Effect in Optical Vortex Spectroscopy2015

    • 著者名/発表者名
      M. Aramaki, S. Yoshimura, Y. Toda, T. Morisaki, K. Terasaka, M. Y. Tanaka
    • 学会等名
      57th Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics
    • 発表場所
      Savannah, Georgia, USA
    • 年月日
      2015-11-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Experimental System for Optical Vortex Laser Absorption Spectroscopy2015

    • 著者名/発表者名
      Shoma Asai, Shinji Yoshimura, Mitsutoshi Aramaki, Naoya Ozawa, Kenichiro Terasaka, Masayoshi Tanaka, Tomohiro Morisaki
    • 学会等名
      57th Annual Meeting of the APS Division of Plasma Physics
    • 発表場所
      Savannah, Georgia, USA
    • 年月日
      2015-11-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 光渦レーザーを用いた飽和吸収分光における方位角方向ドップラー効果 II2015

    • 著者名/発表者名
      荒巻光利, 戸田泰則, 吉村信次, 森崎友宏, 寺坂健一郎, 田中雅慶
    • 学会等名
      日本物理学会 2015年 秋季大会
    • 発表場所
      関西大学(千里山キャンパス)、大阪府吹田市
    • 年月日
      2015-09-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 光渦レーザーを用いた中性粒子流速計測法の開発2015

    • 著者名/発表者名
      浅井翔馬, 小澤直也, 吉村信次, 荒巻光利, 寺坂健一郎, 田中雅慶, 森崎友宏
    • 学会等名
      日本物理学会 2015年 秋季大会
    • 発表場所
      関西大学(千里山キャンパス)、大阪府吹田市
    • 年月日
      2015-09-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Detection of azimuthal doppler shift using saturated absorption spectroscopy with optical vortex2015

    • 著者名/発表者名
      M. Aramaki
    • 学会等名
      the International Conference on Quantum, Atomic, Molecular and Plasma Physics
    • 発表場所
      University of Sussex, Brighton, UK
    • 年月日
      2015-09-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 光渦レーザーを用いた中性粒子流速計測法の検討2015

    • 著者名/発表者名
      吉村信次,荒巻光利,寺坂健一郎,浅井翔馬,田部井翔太,森崎友宏,鹿野豊
    • 学会等名
      日本物理学会 第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 光渦レーザーを用いた飽和吸収分光における周方向ドップラー効果2015

    • 著者名/発表者名
      荒巻光利,吉村信次,森崎友宏,寺坂健一郎,戸田泰則,田中雅慶
    • 学会等名
      日本物理学会 第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 光渦レーザーを用いた2次元ドップラー分光2015

    • 著者名/発表者名
      荒巻光利
    • 学会等名
      「プラズマ分光と素過程研究の深化と展開」研究会
    • 発表場所
      核融合科学研究所
    • 年月日
      2015-01-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] レーザー冷却強結合プラズマの速度分布計測2014

    • 著者名/発表者名
      荒巻光利
    • 学会等名
      「荷電粒子系の物理」研究会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2014-12-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 光科学を融合した新しいプラズマ物理研究2014

    • 著者名/発表者名
      荒巻光利
    • 学会等名
      Plasma Conference 2014
    • 発表場所
      朱鷺メッセ, 新潟
    • 年月日
      2014-11-18 – 2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Precise plasma spectroscopy using a tunable diode laser2014

    • 著者名/発表者名
      M. Aramaki
    • 学会等名
      INTERNATIONAL CONGRESS ON PLASMA PHYSICS
    • 発表場所
      Lisboa, Portugal
    • 年月日
      2014-09-15 – 2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Laser Induced Fluorescence Measurement of Moderately Coupled One Component Plasma2014

    • 著者名/発表者名
      M. Aramaki
    • 学会等名
      22nd International Conference on Spectral Line Shapes
    • 発表場所
      Tullahoma, Tennessee, USA
    • 年月日
      2014-06-01 – 2014-06-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Precise plasma spectroscopy using a tunable diode laser2014

    • 著者名/発表者名
      M. Aramaki
    • 学会等名
      International Scientific Spring
    • 発表場所
      Islamabad, Pakistan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of a Tunable Laguerre-Gaussian Laser for a Multidimensional Doppler Spectroscopy2013

    • 著者名/発表者名
      M. Aramaki, K. Nonobe, S. Tabei, Y. Toda, S. Yoshimura, T. Morisaki, M. Goto, K. Terasaka, M. Y. Tanaka, N. Nishizawa
    • 学会等名
      23rd International Toki Conference
    • 発表場所
      Ceratopia Toki, Gifu, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 空間位相変調器を用いた波長可変光渦光源の開発と吸収分光法への応用2013

    • 著者名/発表者名
      荒巻光利,野々部和樹,田部井翔太,戸田泰則,吉村信次,森崎友宏,後藤基志,寺坂健一郎,田中雅慶,西澤典彦
    • 学会等名
      プラズマ・核融合学会 第30回年会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 光渦のプラズマ分光・制御への応用

    • URL

      http://aramaki-lab.ee.cit.nihon-u.ac.jp/optical_vortex.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 光・プラズマ理工学研究室

    • URL

      http://aramaki-lab.ee.cit.nihon-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 荒巻研究室 研究業績

    • URL

      http://aramaki-lab.ee.cit.nihon-u.ac.jp/publication.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 光・プラズマ理工学研究室

    • URL

      http://aramaki-lab.ee.cit.nihon-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

URL: 

公開日: 2013-05-21   更新日: 2019-07-29  

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