単一100アト秒パルスを用いた超高速コヒーレント制御

• 研究課題/領域番号: 25706027
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 光工学・光量子科学
• 研究機関: 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所
• 研究代表者: 増子 拓紀 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, 量子光物性研究部, 主任研究員 (60649664)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 24,310千円 (直接経費: 18,700千円、間接経費: 5,610千円); 2015年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2014年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円); 2013年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
• キーワード: アト秒科学 / 超高速物理 / 高強度物理 / 原子・分子光学物理 / 量子光学 / 量子光エレクトロニクス / 単一アト秒パルス / 物性物理 / 超高速レーザー物理 / 高次高調波 / 原子・分子光学 / 量子化学

研究成果の概要

本研究は、真空紫外～極端紫外領域にて発生する世界最短級の単一アト秒（10^-18 秒）パルス光源を開発し、アト秒コヒーレント制御技術を用いて物質内の波動性を光操作することを目的とする。本研究では、開発した周波数可変型の単一アト秒パルスを用いて、物質中の内核電子の双極子応答 （振動周期、位相、緩和時間）の観測を実現した。さらに、窒化ガリウム半導体においてアト秒時間で振動する電子運動観測に成功し、その周波数はペタヘルツ（10^15 Hz）に達する。これらの成果は、内核電子を用いた新規的な化学反応制御や、半導体電子系の新たな超高周波の光機能性を実現する上で重要な知見となると考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Petahertz optical drive with wide-bandgap semiconductor (2016)
  • 著者名/発表者名: H. Mashiko, K. Oguri, T. Yamaguchi, A. Suda, and G. Hideki
  • 雑誌名: Nature Physics 巻: online 号: 8 ページ: 741-745
  • DOI: 10.1038/nphys3711
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Frequency stabilization of an Er-doped fiber laser with a collinear 2f-to-3f self-referencing interferometer (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Hitachi, A. Ishizawa, O. Tadanaga, T. Nishikawa, H. Mashiko, T. Sogawa, and H. Gotoh
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 106 号: 23 ページ: 231106-231106
  • DOI: 10.1063/1.4922553
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Characterizing inner shell with spectral phase interferometry for direct electric field reconstruction (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Mashiko, T. Yamaguchi, K. Oguri, A. Suda, and G. Hideki
  • 雑誌名: Nature communications 巻: 5, 5599 号: 1 ページ: 1-6
  • DOI: 10.1038/ncomms6599
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Frequency Tunable Attosecond Apparatus (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Mashiko, M. J. Bell, A. R. Beck, D. M. Neumark, and, S. R. Leone
  • 雑誌名: Progress in Ultrafast Intense Laser Science X 巻: 106 ページ: 49-63
  • DOI: 10.1007/978-3-319-00521-8_4
  • ISBN: 9783319005201, 9783319005218
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reported on 4th international conference on attosecond physics (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Mashiko, T. Yamaguchi, K. Oguri, A. Suda, and G. Hideki
  • 雑誌名: Rev. Laser Eng. 巻: 42 ページ: 272-274
• [雑誌論文] Attosecond pulse generation in carbon K-edge region (284 eV) with sub-250 µJ driving laser using generalized double optical gating method (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Mashiko, K. Oguri, and T. Sogawa
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 102 号: 17 ページ: 171111-171113
  • DOI: 10.1063/1.4803936
  • 査読あり
• [学会発表] Generation of isolated attosecond pulse with over 70 eV bandwidth by double optical gated sub-two-cycle pulse (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Oguri, H. Mashiko, T. Yamaguchi, A. Suda, and G. Hideki
  • 学会等名: International Conference on Ultrafast Phenomena 2016
  • 発表場所: Santa Fe, USA
  • 年月日: 2016-07-17
  • 国際学会
• [学会発表] Petahertz frequency operation with gallium nitride semiconductor (2016)
  • 著者名/発表者名: H. Mashiko, K. Oguri, T. Yamaguchi, A. Suda, and G. Hideki
  • 学会等名: Conference on Lasers and Electro-Optics 2016 (CLEO 2016)
  • 発表場所: San-Jose, USA
  • 年月日: 2016-06-05
  • 国際学会
• [学会発表] GaN半導体を用いたペタヘルツ光学動作 (2016)
  • 著者名/発表者名: 増子 拓紀、小栗 克弥、山口 量彦、須田 亮，後藤 秀樹
  • 学会等名: 第63回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] 半導体電子系ペタヘルツ応答検出に向けた単一アト秒量子干渉法の提案 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小栗 克弥、増子 拓紀、山口 量彦、須田 亮，後藤 秀樹
  • 学会等名: 第63回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] 単一アト秒パルスを用いた超高速双極子ダイナミクスの観測 (2016)
  • 著者名/発表者名: 増子 拓紀、小栗 克弥、山口 量彦、須田 亮，後藤 秀樹
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第36回年次大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2016-01-10
  • 招待講演
• [学会発表] サブ100アト秒パルス発生と評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小川 達也、増子 拓紀、小栗 克弥、花田 修賢、後藤 秀樹
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第36回年次大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2016-01-10
• [学会発表] Observation of ultrafast dipole dynamics using isolated attosecond pulse (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Mashiko, K. Oguri, T. Yamaguchi, A. Suda, and G. Hideki
  • 学会等名: The SINO-German Symposium on Attosecond Photonics 2015 (SGSAP2015)
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 年月日: 2015-11-16
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Characterizing inner-shell transition induced by isolated attosecond pulse (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Mashiko, K. Oguri, T. Yamaguchi, A. Suda, and G. Hideki
  • 学会等名: The 2015 IEEE Photonics Conference, 28th Annual Conference of the IEEE Photonics Society (IPC 2015)
  • 発表場所: Virginia, USA
  • 年月日: 2015-10-04
  • 国際学会
• [学会発表] 単一アト秒パルスを用いた内殻電子の双極子応答計測法の確立 (2015)
  • 著者名/発表者名: 増子 拓紀、小栗 克弥、山口 量彦、須田 亮，後藤 秀樹
  • 学会等名: 第76回応用物理学会秋期学術講演会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] Full determination of dipole response with inner shell using isolated attosecond pulse (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Mashiko, K. Oguri, T. Yamaguchi, A. Suda, and G. Hideki
  • 学会等名: 5th International Conference on Attosecond Physics (ATTO 2015)
  • 発表場所: Saint-Sauveur, Canada
  • 年月日: 2015-07-06
  • 国際学会
• [学会発表] 固体表面レーザ励起現象計測における高次高調波分光の可能性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小栗 克弥、加藤 景子、増子 拓紀、中野 秀俊、西川 正、舘野 功太、寒川 哲臣、後藤 秀樹
  • 学会等名: 平成27年度多元技術融合光プロセス研究会 第1回研究交流会「光応用プロセスの基礎と先端技術」
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-07-02
  • 招待講演
• [学会発表] Dynamical core-level spectroscopy based on attosecond high-order harmonic pulse sources (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Oguri, H. Mashiko, T. Yamaguchi, A. Suda, and H. Gotoh
  • 学会等名: The 6th Shanghai Tokyo Advanced Research Symposium on Ultrafast Intense Laser Science (STAR6)
  • 発表場所: Hangzhou, China
  • 年月日: 2015-05-22
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] A Robust 2f-to-3f Collinear Interferometer with a Dual-Pitch Periodically Poled Lithium Niobate Ridge Waveguide (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Hitachi, A. Ishizawa, O. Tadanaga, H. Mashiko, T. Nishikawa, T. Sogawa, H. Gotoh
  • 学会等名: Conference on Lasers and Electro-Optics 2015 (CLEO 2015)
  • 発表場所: San-Jose, USA
  • 年月日: 2015-05-10
  • 国際学会
• [学会発表] 2f-3f自己参照干渉計によるCEO周波数の安定性評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 日達 研一、石澤 淳、忠永 修、増子 拓紀、西川 正、寒川 哲臣、後藤 秀樹
  • 学会等名: 第62回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東海大学、平塚
  • 年月日: 2015-03-11 – 2015-03-14
• [学会発表] 単一アト秒パルスを用いた内殻電子の双極子応答計測 (2015)
  • 著者名/発表者名: 増子 拓紀
  • 学会等名: 第6回超高速光エレクトロニクス研究会
  • 発表場所: 東京大学 柏キャンパス、日本
  • 年月日: 2015-01-16
  • 招待講演
• [学会発表] 単一アト秒パルスを用いた自動電離過程における双極子応答の位相再構成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山口 量彦、増子 拓紀、小栗 克弥、須田 亮、後藤 秀樹
  • 学会等名: レーザー学会学術講演会第35回年次大会
  • 発表場所: 東海大学、高輪
  • 年月日: 2015-01-11 – 2015-01-12
• [学会発表] 単一アト秒パルスを用いたネオン原子における自動電離過程の遷移操作 (2014)
  • 著者名/発表者名: 増子 拓紀、山口 量彦、小栗 克弥、須田 亮，後藤 秀樹
  • 学会等名: 第75回応用物理学会秋期学術講演会
  • 発表場所: 札幌、日本
  • 年月日: 2014-09-17 – 2014-09-19
• [学会発表] Manipulation of optical field emitted from autoionizing transition stimulated by isolated attosecond pulse (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Mashiko, T. Yamaguchi, K. Oguri, A. Suda, and G. Hideki
  • 学会等名: The 19th International Conference on Ultrafast Phenomena (UP 2014)
  • 発表場所: Ginowan, Japan
  • 年月日: 2014-07-07 – 2014-07-11
• [学会発表] Temporal characterization of emitted field from autoionization state stimulated by isolated attosecond pulse (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Mashiko, T. Yamaguchi, K. Oguri, A. Suda, and G. Hideki
  • 学会等名: CLEO/QELS 2014
  • 発表場所: San Jose, USA
  • 年月日: 2014-06-08 – 2014-06-13
• [学会発表] Ultrafast spectroscopy based on high-order haromonic sources for sub-cycle dynamics in solids (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Oguri, H. Mashiko, K. Kato, T. Sogawa and H. Gotoh
  • 学会等名: 5th Shanghai Tokyo Advanced Research Symposium on Ultrafast Intense Laser Science (STAR5)
  • 発表場所: Miyazaki, Japan
  • 年月日: 2014-05-23
  • 招待講演
• [学会発表] Lifetime measurement for autoionizing transition with isolated attosecond pulse (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Mashiko, T. Yamaguchi, K. Oguri, A. Suda, and G. Hideki
  • 学会等名: The 3rd advanced lasers and photon sources (ALPS 14)
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 2014-04-22 – 2014-04-25
• [学会発表] Isolated attosecond pulse generation with 140 eV bandwidth and manipulating autoionization process in atomic neon (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Mashiko, T. Yamaguchi, K. Oguri, A. Suda, and, H. Gotoh
  • 学会等名: 6th Asian Workshop on Generation and Application of Coherent XUV and X-ray Radiation (6th AWCXR)
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 招待講演
• [学会発表] Generation of supercontinuum isolated attosecond pulse supporting sub-1 atomic unit of time (24 as) and its application (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Mashiko, T. Yamaguchi, K. Oguri, A. Suda, and, H. Gotoh
  • 学会等名: Kyoto University international workshop
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] Lifetime Measurement for Autoionizing Transition with Isolated Attosecond Pulse (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Mashiko, T. Yamaguchi, K. Oguri, A. Suda, and H. Gotoh
  • 学会等名: The 3rd Advanced Lasers and Photon Sources Conference (ALPS'14)
  • 発表場所: Yokohama, Japan
• [学会発表] Temporal characterization of emitted field from autoionization state stimulated by isolated attosecond pulse (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Mashiko, T. Yamaguchi, K. Oguri, A. Suda, and H. Gotoh
  • 学会等名: The Conference on Lasers and Electro-Optics 2014 (CLEO 2014)
  • 発表場所: San Jose, USA
• [学会発表] Manipulation of optical field emitted from autoionizing transition stimulated by isolated attosecond pulse (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Mashiko, T. Yamaguchi, K. Oguri, A. Suda, and H. Gotoh
  • 学会等名: 19th International Conference on Ultrafast Phenomena (UP 2014)
  • 発表場所: Okinawa, Japan
• [学会発表] Generation of attosecond pulse in carbon K-edge with only 247 μJ driving laser using generalized double optical gating (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Mashiko, K. Oguri, T. Sogawa, and, H. Gotoh
  • 学会等名: The Conference on Lasers and Electro-Optics 2013 (CLEO 2013)
  • 発表場所: San Jose, USA
• [学会発表] Attosecond pulse generation in carbon k-edge region with sub-250 μJ driving laser towards the condensed matter applications (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Mashiko, K. Oguri, T. Sogawa, and, H. Gotoh
  • 学会等名: The 4th edition in the series of ATTO conferences (ATTO 2013)
  • 発表場所: Paris, France
• [備考] NTTの報道発表記事：アト秒時間で振動する半導体の電子運動観測に初めて成功
  • URL: http://www.ntt.co.jp/news2016/1604/160411b.html
• [備考] NTT物性科学基礎研究所の報道発表記事：アト秒時間で振動する半導体の電子運動観測に初めて成功
  • URL: http://www.brl.ntt.co.jp/J/2016/04/latest_topics_201604131132.html
• [備考] 世界最速レベルのシャッタースピードで高速で動く電子のストロボ撮影に成功（NTT）
  • URL: http://www.ntt.co.jp/news2014/1412/141216a.html
• [備考] 世界最速レベルのシャッタースピードで高速で動く電子のストロボ撮影に成功（NTT物性科学基礎研）
  • URL: http://www.brl.ntt.co.jp/J/2014/12/latest_topics_201412171858.html
• [備考] 世界最速レベルのシャッタースピードで高速で動く電子のストロボ撮影に成功（NTTジャーナル）
  • URL: http://www.ntt.co.jp/journal/1503/files/jn201503081.pdf
• [備考] NTT物性科学基礎研究所、Publicationリスト
  • URL: http://www.brl.ntt.co.jp/J/publications/index.html