• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2018 年度 実績報告書

アト秒科学を身近にする光電場任意波形発生器の実現

研究課題

研究課題/領域番号 18H01898
研究機関横浜国立大学

研究代表者

吉井 一倫  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 助教 (90582627)

研究分担者 洪 鋒雷  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (10260217)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードアト秒科学 / 超短パルスレーザー
研究実績の概要

光の極限制御技術[M. Katsuragawa and K. Yoshii, PRA, 95, 033846 (2017)]を駆使し,約400アト秒(as = 10^-18 s)の パルス幅,約4 フェムト秒(fs = 10^-15 s)の繰り返し時間を有す,任意の光電場波形を形成できる「光電場の任意波形発生器(Optical function generator: OFG)」の開発を目指し研究を行った.
本研究の意義は,本手法が伝統的なパルス圧縮法が持つ弱点を克服できる点にある.まず,空間的に光を分散させる必要が無く,空間モードを高品質に保つことができる.次に,ガラスや結晶などの無垢の透明媒質のみを用いるため適用帯域が非常に広く,同時に高いダメージ閾値を有する.これらの特徴は,このパルス圧縮法が非常にシンプルかつ堅牢であり,発生するアト秒パルスの高出力化が可能であることを約束する.アト秒時間領域の非線形現象を容易に発現できると予想される.
今年度の実施計画に基づき結果以下に示す研究実績を挙げた.波長1064 nmの注入同期型Q-swiched Nd:YAGレーザー(Surelite-I, Amplitude社)から出力されるナノ秒パルス光を導入し,これを基本波光源として準備を整えた.また,光周波数標準(ヨウ素安定化Nd:YAGレーザー)に安定化されたErファイバー光周波数コムに注入同期用シードレーザーをロックする.これによりフリーランニングと比較し数千倍の周波数安定度向上と長期的なCEP制御を行った.
これらに関わる成果を国際雑誌5本,国際会議7件,国内学会10件で報告した.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本年度は上記の目標実現のため,以下の研究計画を予定していた.1.光電場の任意波形発生器.2.光電場の任意波形発生器の周波数高安定化 3.広帯域離散スペクトル用SPIDER装置の開発とパルス幅計測.
その結果,以下のような達成状況にある.1.基本波光源として,波長1064 nmのナノ秒パルス光を出力する注入同期型Q-swiched Nd:YAGレーザー(Surelite-I, Amplitude社)を導入した.2.光周波数標準(ヨウ素安定化Nd:YAGレーザー)に安定化されたErファイバー光周波数コムを開発した.同時に波長1064 nmの狭線幅半導体レーザーを光源としたヨウ素安定化レーザーを開発し,これを注入同期のシード光としている.これによりフリーランニングと比較し数千倍の周波数安定度向上を行った.3.以前の研究で申請者らが開発した広帯域離散スペクトル用SPIDER装置を本研究の波長域に合うように設計の変更を行った.

今後の研究の推進方策

上記のように,今年度中の研究は概ね予定通り進捗している.しかしながら当初の想定よりも予算が不足する恐れも判明した.そのため今後の研究を推進するために民間も含め研究助成に積極的に応募することが必要である.

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2019 2018

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) 学会発表 (16件) (うち国際学会 7件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Narrow-linewidth and highly stable optical frequency comb realized with a simple electro-optic modulator system in a mode-locked Er:fiber laser2019

    • 著者名/発表者名
      Asahina Yu、Yoshii Kazumichi、Yamada Yuko、Hisai Yusuke、Okubo Sho、Wada Masato、Inaba Hajime、Hasegawa Takemi、Yamamoto Yoshinori、Hong Feng-Lei
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 58 ページ: 038003~038003

    • DOI

      10.7567/1347-4065/aafb2a

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Precision spectroscopy and frequency stabilization using coin-sized laser modules2019

    • 著者名/発表者名
      Nomura Junia、Yoshii Kazumichi、Hisai Yusuke、Hong Feng-Lei
    • 雑誌名

      Journal of the Optical Society of America B

      巻: 36 ページ: 631~631

    • DOI

      10.1364/JOSAB.36.000631

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two-step frequency conversion for connecting distant quantum memories by transmission through an optical fiber2018

    • 著者名/発表者名
      Tamura Shuhei、Ikeda Kohei、Okamura Kotaro、Yoshii Kazumichi、Hong Feng-Lei、Horikiri Tomoyuki、Kosaka Hideo
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 57 ページ: 062801~062801

    • DOI

      10.7567/JJAP.57.062801

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evaluation of laser frequency offset locking using an electrical delay line2018

    • 著者名/発表者名
      Hisai Yusuke、Ikeda Kohei、Sakagami Haruki、Horikiri Tomoyuki、Kobayashi Takumi、Yoshii Kazumichi、Hong Feng-Lei
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: 57 ページ: 5628~5628

    • DOI

      10.1364/AO.57.005628

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Compact frequency-stabilized pump laser for wavelength conversion in long-distance quantum communication2018

    • 著者名/発表者名
      Ikeda Kohei、Hisai Yusuke、Yoshii Kazumichi、Kosaka Hideo、Hong Feng-Lei、Horikiri Tomoyuki
    • 雑誌名

      Journal of the Optical Society of America B

      巻: 35 ページ: 2023~2023

    • DOI

      10.1364/JOSAB.35.002023

    • 査読あり
  • [学会発表] 導波路型PPLNを用いた広帯域光コムの発生とその発生メカニズム2019

    • 著者名/発表者名
      吉井一倫,野邑寿仁亜,池田幸平,Chaoyun Chen,田口佳穂,久井裕介,洪鋒雷
    • 学会等名
      第39回 レーザー学会学術講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] Determination of the offset frequency of a broadband frequency comb generated in a waveguide-type periodically poled lithium niobate crystal2018

    • 著者名/発表者名
      Kazumichi Yoshii, Junia Nomura, Kaho Taguchi, Yusuke Hisai, Feng-Lei Hong
    • 学会等名
      CLEO: 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Generation of 1.4-fs ultrafast single-cycle pulses with a repetition rate exceeding 100 THz by arbitrarily manipulating amplitude and phase2018

    • 著者名/発表者名
      C. Zhang, K. Yoshii, D. Tregubov, C. Ohae, M. Suzuki, K. Minoshima and M. Katsuragawa
    • 学会等名
      CLEO: 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] A High-Speed-Controllable Fiber Comb Using a Compact Optical-Bench System2018

    • 著者名/発表者名
      Yu Asahina, Yuko Yamada, Yusuke Hisai, Kazumichi Yoshii, and Feng-Lei Hong
    • 学会等名
      CLEO-PR: 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Two-Step Frequency Conversion for Connecting Distant Quantum Memories2018

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Tamura, Kohei Ikeda, Kotaro Okamura, Kazumichi Yoshii, Feng-Lei Hong, Tomoyuki Horikiri, and Hideo Kosaka
    • 学会等名
      CLEO-PR: 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Offset Frequency Measurement of a Broadband Optical Comb Generated in a Waveguide-Type Periodically Poled Lithium Niobate Crystal2018

    • 著者名/発表者名
      Junia Nomura, Kaho Taguchi, Yusuke Hisai, Kazumichi Yoshii, and Feng-Lei Hong
    • 学会等名
      CLEO-PR: 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Frequency-Stabilized Pump Laser for Wavelength Conversion in Long-Distance Quantum Communication2018

    • 著者名/発表者名
      Kohei Ikeda, Yusuke Hisai, Tomoyuki Horikiri, Kazumichi Yoshii, Hideo Kosaka, and Feng-Lei Hong
    • 学会等名
      CLEO-PR: 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Ultra-Compact Frequency-Stabilized Lasers at Visible Wavelengths2018

    • 著者名/発表者名
      Kazumichi Yoshii, Yusuke Hisai, Junia Nomura, and Feng-Lei Hong
    • 学会等名
      CLEO-PR: 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] 長距離量子通信に向けた周波数安定化波長変換システムの開発2018

    • 著者名/発表者名
      宮下拓士,田村秀平,池田幸平,吉井一倫,洪鋒雷,堀切智之
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年秋季大会
  • [学会発表] 希土類イオン添加結晶を用いた量子メモリーの研究2018

    • 著者名/発表者名
      都野智暉,新関和哉,田村秀平,朝比奈優,池田幸平,Ravikant Pandey,吉井一倫,洪鋒雷,堀切智之
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年秋季大会
  • [学会発表] 狭線幅半導体レーザーを用いたヨウ素分子の高分解能分光2018

    • 著者名/発表者名
      坂上春稀,千葉友,朝比奈優,大久保章,稲場肇, 吉井一倫,洪鋒雷
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年秋季大会
  • [学会発表] 導波路型PPLNによる広帯域光コム発生の分極反転周期依存性2018

    • 著者名/発表者名
      池田幸平,Chaoyun Chen,野邑寿仁亜, 田口佳穂, 久井裕介, 吉井一倫,洪鋒雷
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年秋季大会
  • [学会発表] 低繰り返し周波数光コムを用いたデュアルコム分光計の開発2018

    • 著者名/発表者名
      池田孝介,加藤英毅,山田優子,朝比奈優,増田裕行,大久保章,稲場肇,吉井一倫,洪鋒雷
    • 学会等名
      日本物理学会 2018年秋季大会
  • [学会発表] 低繰り返し周波数デュアルコム分光計の開発2018

    • 著者名/発表者名
      加藤英毅,池田孝介,朝比奈優,増田裕行,大久保章,稲場肇,吉井一倫,洪鋒雷
    • 学会等名
      日本光学会 Optics & Photonics Japan 2018
  • [学会発表] 導波路型PPLNによる短波長可視域光コムの発生2018

    • 著者名/発表者名
      Chaoyun Chen,池田幸平,野邑寿仁亜, 久井裕介,吉井一倫,洪鋒雷
    • 学会等名
      日本光学会 Optics & Photonics Japan 2018
  • [学会発表] 導波路型PPLNを用いた広帯域光コムの発生とそのメカニズム2018

    • 著者名/発表者名
      吉井一倫,野邑寿仁亜,池田幸平,Chaoyun Chen,田口佳穂,久井裕介,洪鋒雷
    • 学会等名
      東北大学電気通信研究所 共同プロジェクト研究会

URL: 

公開日: 2019-12-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi