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ファイバー結合スクイーズド光発生と量子エンタングルメント

公募研究

研究領域半導体における動的相関電子系の光科学
研究課題/領域番号 23104717
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関早稲田大学

研究代表者

青木 隆朗  早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (10343146)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2012年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2011年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワード微小共振器 / 量子エレクトロニクス / 量子情報
研究実績の概要

量子光学的手法による連続量量子情報への応用を目指し、光ファイバーベースでの新しい直交位相成分スクイーズド光発生法の検討を行った。具体的には、超短パルスを用いた従来の直交位相成分スクイーズド光発生法に対して、現在の連続量量子情報技術の主流である連続光を用いた多モード量子エンタングルメントの生成・制御技術との整合性を重視し、光ファイバーに直接結合したシリコンチップ上モノリシック微小共振器を用いた連続光励起での直交位相成分スクイーズド光の発生に関する理論的検討と、共振器設計の最適化、さらに高Q値微小共振器の作製技術の開発を行った。特に、本手法による直交位相成分スクイーズド光の発生には高いQ値と同時に小さなモード体積を持ち、さらに共振スペクトルの測定結果からモード次数を同定できる共振器の開発が必要である。そのような条件を満たす共振器として微小球共振器に着目し、シリコン基板上にモノリシックに作製することで直径20μm以下の極微小球共振器に対して10^8オーダーのQ値を達成した。WGM型共振器のQ値は放射損失、物質の散乱・吸収による損失、表面の凹凸による散乱や不純物による外因性損失等で決まり、究極的には放射損失によって上限が定められる。本研究で達成したQ値は、直径20μm以下の極微小球共振器としては従来の値を1桁以上改善するものであり、放射損失によって決まる理論限界に肉薄するものである。また、共振器を使わずに光ファイバーで直接、光と物質の強い相互作用を実現できるナノファイバーデバイスを開発した。

現在までの達成度 (段落)

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2013 2012

すべて 学会発表 (7件) (うち招待講演 1件) 産業財産権 (1件)

  • [学会発表] 量子光学実験に適したナノ光ファイバーデバイス2013

    • 著者名/発表者名
      長南翔
    • 学会等名
      電子情報通信学会レーザ・量子エレクトロニクス研究会(LQE)
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2013-05-17
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ナノ光ファイバー端を用いた高効率集光デバイス2013

    • 著者名/発表者名
      長南翔
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2013-03-29
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 高Q値モノリシック微小光共振器の作製と評価2013

    • 著者名/発表者名
      齋藤新悟
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2013-03-29
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Nanophotonic Devices for Quantum Optics2013

    • 著者名/発表者名
      青木隆朗
    • 学会等名
      京都大学GCOEシンポジウム
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2013-02-13
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ファイバー結合スクイーズド光発生と量子エンタングルメント2012

    • 著者名/発表者名
      青木隆朗
    • 学会等名
      科研費新学術領域研究「半導体における動的相関電子系の光科学」第7回DYCEシンポジウム
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2012-12-27
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Monolithic Microresonators for cavity QED2012

    • 著者名/発表者名
      青木隆朗
    • 学会等名
      第1回量子ICTフォーラム
    • 発表場所
      情報通信研究機構
    • 年月日
      2012-10-19
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] トロイド型微小共振器を用いたキャビティQEDの研究2012

    • 著者名/発表者名
      青木隆朗
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学(兵庫県)
    • 年月日
      2012-03-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [産業財産権] 集光部2013

    • 発明者名
      青木隆朗、長南翔
    • 権利者名
      早稲田大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2013-03-04
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

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