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トポロジカル変換を用いた縮退四光波混合分光の多次元化

研究課題

研究課題/領域番号 25600105
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 光工学・光量子科学
研究機関北海道大学

研究代表者

戸田 泰則  北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00313106)

研究分担者 足立 智  北海道大学, 大学院・工学研究院, 教授 (10221722)
連携研究者 中山 正昭  大阪市立大学, 大学院・工学研究院, 教授 (30172480)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2013年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード光物性 / コヒーレント分光 / 縮退四光波混合 / 光渦 / 軌道角運動量 / 励起子物理 / トポロジカル変換 / 励起子
研究成果の概要

半導体励起子を対象とした時空間四光波混合(FWM)分光を(A)可変制御ラゲールガウス(LG)パルスと(B)高精度軌道角運動量(OAM)分解分光を用いて実現した。励起子OAMダイナミクスから(1)ほぼ完全な励起子重心運動へのOAM変換が可能、(2)OAM変換の不完全性はOAMが0の成分を含むとき顕著になること、(3)バルク試料においてOAM緩和は位相緩和の空間均一性を反映して著しく長くなることを明らかにした。さらにトポロジカルチャージ依存性からロバスト性が示唆された。トポロジカル変換の応用として、面発光レーザーの空間変調光帰還を実施し、横モードに対して高い選択性を持つOAM制御に成功した。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Nonlinear coupling between axisymmetrically-polarized ultrashort optical pulses in a uniaxial crystal2014

    • 著者名/発表者名
      Masato Suzuki, Keisaku Yamane, Kazuhiko Oka, Yasunori Toda, and Ryuji Morita
    • 雑誌名

      Opt. Express

      巻: 22 号: 14 ページ: 16903-16915

    • DOI

      10.1364/oe.22.016903

    • NAID

      120005476174

    • 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 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Frequency-resolved measurement of the orbital angular momentum spectrum of femtosecond ultra-broadband optical-vortex pulses based on field reconstruction2014

    • 著者名/発表者名
      K. Yamane, Z. Yang, Y. Toda, R. Morita
    • 雑誌名

      New J. Phys.

      巻: 16 号: 5 ページ: 053020-053020

    • DOI

      10.1088/1367-2630/16/5/053020

    • NAID

      120005425367

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Orbital angular momentum spectral dynamics of GaN excitons excited by optical vortices2013

    • 著者名/発表者名
      K.Shigematsu, Y.Toda, K.Yamane, R.Morita
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 52 号: 8S ページ: 08JL08-08JL08

    • DOI

      10.7567/jjap.52.08jl08

    • NAID

      210000142733

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exciton-exciton interactions in tensile-strained GaN2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Toda, K. Shigematsu, A. Hasegawa, S. Adachi
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys.

      巻: 52 号: 8S ページ: 08JL03-08JL03

    • DOI

      10.7567/jjap.52.08jl03

    • NAID

      210000142728

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient Laguerre-Gaussian mode conversion for orbital angular momentum resolved spectroscopy2013

    • 著者名/発表者名
      Y.Toda, K.Shigematsu, K.Yamane, R.Morita
    • 雑誌名

      Opt. Commun.

      巻: 308 ページ: 147-151

    • DOI

      10.1016/j.optcom.2013.05.050

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 軸対称偏光パルスを用いたGaN励起子微細構造の四光波混合分光2015

    • 著者名/発表者名
      重松恭平,森本祥平,鈴木雅人,山根啓作,森田隆二,戸田泰則
    • 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] Spatiotemporal coherent spectroscopy using singular optical puses2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Toda, and K. Shigematsu
    • 学会等名
      19th Hiroshima International Symposium on Synchrotron Radiation
    • 発表場所
      Hiroshima University
    • 年月日
      2015-03-05 – 2015-03-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 空間変調光帰還による面発光レーザーの高次横モード制御2014

    • 著者名/発表者名
      西坂拓馬,重松恭平,由利洋樹,山根啓作,森田隆二,淡路祥成,戸田泰則
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 多重横モード面発光レーザーにおける特異点ダイナミクス2014

    • 著者名/発表者名
      由利洋樹,重松恭平,西坂拓馬,山根啓作,森田隆二,淡路祥成,戸田泰則
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Spatiotemporal coherence of GaN excitons excited by an optical vortex w ith multiple orbital angular momentum2014

    • 著者名/発表者名
      Kyohhei Shigematsu; Keisaku Yamane; Ryuji Morita; Yasunori Toda
    • 学会等名
      Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO2014)
    • 発表場所
      San Jose Convention Center (USA)
    • 年月日
      2014-06-08 – 2014-06-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Spatiotemporal decoherence of excitons excited by an optical vortex with multiple orbital angular momentum2014

    • 著者名/発表者名
      K. Shigematsu, K. Yamane, R. Morita, and Y. Toda
    • 学会等名
      Optical manipulation and its satellite topics (OMC'14)
    • 発表場所
      Pacifico Yokohama (Kanagawa)
    • 年月日
      2014-04-22 – 2014-04-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 複合光渦励起による励起子軌道角運動量スペクトルダイナミクス2013

    • 著者名/発表者名
      重松恭平,戸田泰則,山根啓作,森田隆二
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学常三島キャンパス(徳島市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 強励起条件下におけるワイドギャップ半導体励起子のコヒーレントダイナミクス2013

    • 著者名/発表者名
      長谷川明,戸田泰則,足立智,森田隆二,中山正昭
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学常三島キャンパス(徳島市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [図書] Laser Spectroscopy Using Topological Light Beams2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Toda and R. Morita
    • 総ページ数
      35
    • 出版者
      Springer Series in Progress in Nanophotonics 3
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 物性研究電子版(講義ノート)光のトポロジーを使った物性探索(第59回物性若手夏の学校

    • URL

      http://www.bussei-kenkyu.jp/archives/section/02000

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 研究活動

    • URL

      http://renault-ap.eng.hokudai.ac.jp/Research.html

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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