公募研究
新学術領域研究(研究領域提案型)
本研究課題では微小光共振器の機械振動(フォノン)とフォトンのハイブリッド量子科学を推進し、ハイブリッド量子科学に不可欠な量子操作の基礎となるフォトン-フォノン量子系の実現を目指す。中心となる相互作用はパラメトリック過程に代表される非線形光学効果やフォトン測定技術である。本研究課題におけるフォノンは、シリカガラスからなるボトル型微小光共振器の機械振動である。光に対する非常に高い光閉じ込め効果による輻射圧によって、フォノンが生成される。レーザー冷却の技術を用いて、フォノンの基底状態まで冷却できれば、フォトン-フォノン量子系を実際に観測することが可能となる。本年度はボトル型微小光共振器をより微小化するために作成方法を変更し、光ファイバー融着接続機を利用する新しいボトル型光共振器の作成を行った。従来はテーパーファイバー作成装置により行っていたために、微小化が難しく、歩留まりも非常に悪かった。新しい方法では、再現性もよく、計画的にボトル型微小共振器を作成することが可能になっている。これにより、これまで50 MHz程度であったフォノン振動数を160 MHz程度に高周波化することに成功した。さらに大気雰囲気下から高真空下にすることで、ダンピングの効果を抑制し、フォノンモードのQ値を向上させた。これにより、10の12乗を超えるfQ積を実現し、室温での量子オプトメカニクスの実現可能性を示すことができた。
29年度が最終年度であるため、記入しない。
すべて 2018 2017 2016 その他
すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 5件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 3件、 招待講演 7件)
Scientific reports
巻: 8 号: 1 ページ: 1446-1446
10.1038/s41598-018-19738-8
Optics Express
巻: 25 号: 10 ページ: 12052-12060
10.1364/oe.25.012052
Laser & Photonics Reviews
巻: 10 号: 4 ページ: 603-611
10.1002/lpor.201500243
巻: 24 号: 11 ページ: 12082-12092
10.1364/oe.24.012082
Optics Letter
巻: 41 号: 24 ページ: 5793-5796
10.1364/ol.41.005793
Nature Communications
巻: 7 号: 1 ページ: 13488-13488
10.1038/ncomms13488
Applied Physics Letters
巻: 108 号: 18 ページ: 181105-181105
10.1063/1.4948922
