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2008 年度 実績報告書

極限時間域光電場の位相・振幅制御による単分子スイッチの開発

研究課題

研究課題/領域番号 20360025
研究機関北海道大学

研究代表者

森田 隆二  北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30222350)

研究分担者 戸田 泰則  北海道大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (00313106)
キーワード超広帯域光パルス / 分子コンフォーメーション / モノサイクル光パルス / 軌道角運動量 / 光渦 / アブレーション / 軸対称偏光 / ラゲールガウスビーム
研究概要

本研究の目的は、申請者らの持つ、モノサイクル光パルス発生技術およびサイクル域光波整形技術である極限時間域光電場位相・振幅制御技術、超広帯域コヒーレントフェムト秒レーザー位相・振幅制御技術、および非線型レーザー分光技術を用いて、1)構造異性体を有するアゾベンゼン単分子の光誘起コンフォメーションダイナミクスを解明すること、2)単分子コンフォーメショノンをダイナミカルに制御することにより、光をトリガーとする高速応答電子輸送単分子スイッチの開発を行うことである。
本年度は、超広帯域コヒーレントフェムト秒位相・振幅制御技術として、特に、以下の高出力軸対称偏光レーザーの開発およびこれら制御技術を用いた物質との相互作用実験を行った。
1. 高出力光渦パルスの発生をめざし、共振器内にフォトニック結晶軸対称偏光ミラーを導入した半導体レーザー横方向励起バウンス型Nd : YVO_4レーザーを作製した。Nd : YVO_4レーザーからの直接出力として世界最高出力である6Wの軸対称偏光ビーム発生に成功した。また、Jonesベクトルによる共振器内偏光分布ダイナミクスに関する議論も行っている。
2. 高出力光渦を用いてTa金属表面のアブレーション実験を行った。通常のGaussianビームを用いた場合に比べ、光渦の場合は、アブレーション閾値が低いこと、また軌道角運動量の効果により、高精細、高コントラストのアブレーションができることを明らがにしている。さらに、トポロジカルチャージを変化させた場合のアブレーション結果の比較を行い、最適トポロジカルチャージに関する議論をおこなった。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (7件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Characterization of 1.06 mm optical vortex laser based on a side-pump Nd : GdVO_4 bounce oscillator2009

    • 著者名/発表者名
      M. Okida, Y. Hayashi, T.Oma-tsu, J. Hamazaki, R. Morita
    • 雑誌名

      Appl. Phys. B 95

      ページ: 69-73

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct production of high-power radially polarized output from a side-pumped Nd : YVO_4 bounce amplifier using a photonic crystal mirror2008

    • 著者名/発表者名
      J. Hamazaki, A. Kawamoto, R. Morita, T. Omatsu
    • 雑誌名

      Opt. Express 16

      ページ: 10762-10768

    • 査読あり
  • [学会発表] 偏光渦パルス励起によるリング結晶の閉ループ特性の評価2009

    • 著者名/発表者名
      時実悠, 島竹克大, 戸田泰則, 岡和彦, 丹田聡, 森田隆二
    • 学会等名
      第56回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      つくば市筑波大学
    • 年月日
      2009-03-31
  • [学会発表] 超高運トポロジカル光波の発生と非線型光学への展開2008

    • 著者名/発表者名
      森田隆二, 時実悠
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会OPJ2008
    • 発表場所
      つくば市筑波国際会議場
    • 年月日
      2008-11-06
  • [学会発表] Direct production of high-power radially-polarized output based on a side-pumped Nd : YVO_4 bounce amplifier2008

    • 著者名/発表者名
      J. Hamazaki, A. Kawamoto, R. Morita, T. Omatsu
    • 学会等名
      Europhoton 2008
    • 発表場所
      Ecole Nationale Superieure de Chimie de Paris, Paris, France
    • 年月日
      2008-09-04
  • [学会発表] 空間分散のない超短光渦パルス発生II2008

    • 著者名/発表者名
      時実悠, 岡和彦, 森田隆二
    • 学会等名
      第69回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      春日井市中部大学
    • 年月日
      2008-09-04
  • [学会発表] 四光波混合分光によるGaN励起子のトポロジカル解析2008

    • 著者名/発表者名
      上野雄鋭, 戸田泰則, 足立智, 森田隆二, 俵毅彦
    • 学会等名
      第69回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      春日井市中部大学
    • 年月日
      2008-09-04
  • [学会発表] Observation of photo-induced surface phenomena of a single molecule on metals by scanning tunneling microscopy2008

    • 著者名/発表者名
      R. Morita
    • 学会等名
      International Work Shop on Nonlinear wave-mixing for laser technology
    • 発表場所
      Chiba, Chiba University
    • 年月日
      2008-07-18
  • [学会発表] Spatial-dispersion-free ultrashort optical-vortex-pulse generation using polarization singularity2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Tokizane, T. Ogoshi, A. Tan iguchi, K. Oka, R. Morita
    • 学会等名
      Quantum Electronics and Laser Science (QELS) Conference
    • 発表場所
      San Jose McEnery Convention Center, San Jose, United States
    • 年月日
      2008-05-06
  • [図書] トポロジーデザイニング-新しい幾何学からはじめる物質・材料設計-2009

    • 著者名/発表者名
      尾松孝茂, 森田隆二
    • 総ページ数
      14
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
  • [産業財産権] レーザー加工方法2009

    • 発明者名
      尾松孝茂, 森田隆二, 丹田聡
    • 権利者名
      千葉大学, 北海道大学
    • 産業財産権番号
      特願2009-79680
    • 取得年月日
      2009-03-27

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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