研究課題
円偏光に対応するスピン角運動量以外に軌道角運動量を運ぶ光が存在する。我々は光渦と呼ばれるこの特異な光が放射光の技術により紫外・真空紫外領域で発生できることを実証し、またそのメカニズムを世界に先駆けて解明した。本研究では、渦放射光ビーム同士の合成によるベクトル放射光ビームの発生など、広い意味での渦放射光ビームの発生技術の高度化とその特性評価を世界に先駆けて進めた。これまでの研究の遂行により、世界に先駆けて、シンクロトロン光源からの光渦生成法を確立し、その特性評価を進めてきた。さらに、２台のアンジュレータからの光渦ビームを合成することでベクトルビームを生成することに世界で初めて成功した。一方で、アンジュレータ光軸の空間的な重ね合わせの精度によりベクトルビームの光学特性が大きく変化することも見出した。シンクロトロン光源における光渦やベクトルビームの実用化に向けて、ビームのアライメントやアンジュレータ磁場などにおける様々な誤差、回折格子や集光光学系のビーム特性への影響に関する研究を実験、計算機シミュレーションの双方から進めた。また、レーザーと加速器を用いた時間コヒーレンスを有する光渦ビームの生成に向けて実験系の構築を進めた。本研究の期間内に発生の確認には至らなかったが、その原因であるレーザー光輸送系の技術的な問題を把握でき、これを解決することで近い将来コヒーレントな光渦の生成が実現できる見通しを得た。また、この研究の中で派生的に放射光の時空間構造の利用の可能性について全く新しい知見を得た。これにより研究の次の展開について明確な方向性を見出すことができた。
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
すべて 2019
すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件)
Progress of Theoretical and Experimental Physics
巻: 2019 ページ: 083A02-1, 18
10.1093/ptep/ptz059
Nature Communications
巻: 10 ページ: 4988-1, 5
10.1038/s41467-019-12978-w
Physical Review Letters
巻: 123 ページ: 233401-1, 5
10.1103/PhysRevLett.123.233401
