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2018 年度 実施状況報告書

スクイズド光と光パルスの遅延合成による量子限界を超えるロックイン検出

研究課題

研究課題/領域番号 18K18847
研究機関東京大学

研究代表者

小関 泰之  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (60437374)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2020-03-31
キーワードスクイージング
研究実績の概要

2018年度は以下の研究を行った。
1. 提案手法の理論検討:提案手法では局発光とスクイーズド真空場を合波し、一方に遅延を与えた上で合成することで、特定の周波数におけるショット雑音を低減する。本手法を実現するための光学系および超低損失光学素子の選定を進めた。
2. OPA/SHGシミュレータ開発:スクイーズド真空場を発生するための光パラメトリック増幅(optical parametric amplification, OPA)およびOPAのポンプ光を発生するための第2高調波発生(second harmonic generation, SHG)の検討を行うため、パルス励起に対応したOPA/SHGのシミュレータを開発し、特にパルスのチャープや結晶中の群速度不整合などの影響を定量評価できる環境を整備した。
3. OPA/SHG結晶の選定:ピコ秒パルスから高いスクイージングレベルを有するスクイーズド真空場を発生するための結晶の選定を進めた。SHGをバルク周期分極反転結晶、OPAを導波路型周期分極反転結晶とすることとし、発注準備を進めた。
4. 低損失光学系の開発:顕微鏡への応用を狙うための、低損失光学系の開発を進めた。具体的には、アキシコンを用いてビームを整形することで、対物レンズの瞳をまんべんなく埋めるビームパターンが得られることをシミュレーションで見出すとともに、実験で実証した。本成果は英文誌に採択済である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

当初は2018年度にSHG, OPA実験を行う予定であったが、結晶の選定に予想以上の時間を要し、実験を開始できていない。とはいえその間、シミュレータ開発、低損失光学系の開発を進め、提案手法の実現可能性はより高まったと考えている。2019年度には確実に提案手法の原理確認を行いたい。

今後の研究の推進方策

本提案研究の発展形である、スクイーズド光源を用いる顕微鏡の研究がCRESTでスタートした。この状況を活用し、2019年度のスクイーズド光源の研究を推進する。それにあわせて本提案研究の原理確認実験を行うことで、2019年度中に確実に提案手法の実証を行う。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Axicon-based beam shaping for low loss nonlinear microscopic optics2019

    • 著者名/発表者名
      N. Ochiai, J. Shou, and Y. Ozeki
    • 雑誌名

      J. Opt. Soc. Am. B

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり
  • [学会発表] 低損失顕微光学系のためのアキシコンを用いたビーム整形法2019

    • 著者名/発表者名
      落合夏葉、寿景文、小関泰之
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会、9a-W641-7、2019年3月9日
  • [学会発表] Beam Shaping with Axicons for Low Loss Microscopy Optics2019

    • 著者名/発表者名
      Natsuha Ochiai, Jingwen Shou, Yasuyuki Ozeki
    • 学会等名
      Conference on Lasers and Electro-Optics,
    • 国際学会

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公開日: 2019-12-27  

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