ナノ光ファイバー上の原子と量子ドットによる量子非線形光学の開

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21340112
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 原子・分子・量子エレクトロニクス
• 研究機関: 電気通信大学
• 研究代表者: 白田 耕蔵 電気通信大学, 大学院・情報理工学研究科, 教授 (80164771)
• 研究分担者: ファムレ キエン 電気通信大学, 大学院・情報理工学研究科, 特任教授 (50377024) ; 森永 実 電気通信大学, レーザー新世代研究センター, 助教 (60230140)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: ナノ光ファイバー / 量子光学 / 自然放出制御 / 冷却原子 / 量子ドット

研究概要

ナノ光ファイバー(サブミクロン直径の極細光ファイバー)の近傍では電磁場のモードはファイバー導波モードへ強く閉込められる。この効果を用いればナノファイバー上の原子の蛍光の20%以上をファイバー伝播モードに放出できることを実験的に示した。更に、ナノファイバーに共振器を組込めばその効果は90%以上まで増強できることを理論的に示し、共振器組込み法を開発した。これらの結果は量子光学、更に量子情報技術に新しい方向性を与えるものである。

研究成果

• [雑誌論文] Fluorescence photon measurements fromsingle quantum dots on an optical nanofiber (2012)
  • 著者名/発表者名: R. R. Yalla, K. P. Nayak, K. Hakuta
  • 雑誌名: Opt. Express 巻: 20, No.3 ページ: 2932-2941
  • DOI: DOI:10.1364/OE.20.002932
  • 査読あり
• [雑誌論文] Manipulatingsingle atoms and photons using opticalnanofibers (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Hakuta, K. P. Nayak
  • 雑誌名: Advances in Natural Sciences : Nanoscience and Nanotechnology 巻: Vol.3 ページ: 015005
  • DOI: DOI:10.1088/2043-6262/3/1/015005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nanofiber with Bragg gratings fromequidistant holes (2012)
  • 著者名/発表者名: Fam Le Kien, K. P. Nayak, and K. Hakuta
  • 雑誌名: Journal of Modern Optics 巻: Vol.59 ページ: 274-286
  • DOI: DOI:10.1080/09500340.2011.628128
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deterministic generation of a pair of entangled guided photons from a single atomin a nanofiber cavity (2011)
  • 著者名/発表者名: Fam Le Kien and K. Hakuta
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: Vol.59 ページ: 053801
  • DOI: DOI:10.1088/2043-6262/3/1/015005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cavity formation on an opticalnanofiber using focusedion beam millingtechnique (2011)
  • 著者名/発表者名: K. P. Nayak, Fam Le Kien, Y. Kawai, K. Hakuta, K. Nakajima, H. T. Miyazaki, and Y. Sugimoto
  • 雑誌名: Optics Express 巻: Vol.19 ページ: 14040-14050
  • DOI: DOI:10.1364/OE.19.014040
  • 査読あり
• [雑誌論文] Triggeredgeneration of single guided photons from asingle atom in a nanofiber cavity (2011)
  • 著者名/発表者名: Fam Le Kien and K. Hakuta
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: Vol.83 ページ: 043801
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevA.83.043801
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurement of Fluorescence Emission Spectrum of Few Strongly Driven Atoms Using an Optical Nanofiber (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Das, A. Shirasaki, K. P. Nayak, M. Morinaga, Fam Le Kien, and K. Hakuta
  • 雑誌名: Optics Express 巻: Vol.18(6) ページ: 17154-17164
  • DOI: DOI:10.1364/OE.18.017154
  • 査読あり
• [雑誌論文] Motion of an atom in a weakly drivenfiber-Bragg-grating cavity (2010)
  • 著者名/発表者名: Fam Le Kien and K. Hakuta
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: Vol.81 ページ: 063808
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevA.81.063808
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of anatom on a quantum guided field in a weaklydriven fiber-Bragg-grating cavity (2010)
  • 著者名/発表者名: Fam Le Kien and K. Hakuta
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: Vol.81 ページ: 023812
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevA.81.023812
  • 査読あり
• [雑誌論文] Second-Order Correlations of Fluorescencefrom an Atomic Gas into a Nanofiber (2009)
  • 著者名/発表者名: Fam Le Kien, K. P. Nayak, and K. Hakuta
  • 雑誌名: Communications in Physics 巻: Vol.19 ページ: 35-48
  • URL: http://vjs.ac.vn/index.php/cip/
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cavity-enhanced channeling of emission from an atom into a nanofiber (2009)
  • 著者名/発表者名: Fam Le Kien and K. Hakuta
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: Vol.80 ページ: 053826
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevA.80.053826
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microtrapsfor atoms outside a fiber illuminatedperpendicular to its axis : Numerical results (2009)
  • 著者名/発表者名: Fam Le Kien and K. Hakuta
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: Vol.80 ページ: 013415
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevA.80.013415
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intracavity electromagnetically induced transparency inatoms around a nanofiber with a pair of Bragg grating mirrors (2009)
  • 著者名/発表者名: Fam Le Kien and K. Hakuta
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: Vol.79 ページ: 043813
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevA.79.043813
  • 査読あり
• [雑誌論文] Antibunching and bunching of photons in resonance fluorescence from afew atoms into guided modes of an opticalnanofiber (2009)
  • 著者名/発表者名: K. P. Nayak, Fam Le Kien, M. Morinaga, and K. Hakuta
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: Vol.79 ページ: 021801
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevA.79.021801
  • 査読あり
• [雑誌論文] Slowingdown a guided light field along a nanofiber ina cold atomic gas (2009)
  • 著者名/発表者名: Fam Le Kien and K. Hakuta
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: Vol.79 ページ: 013818
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevA.79.013818
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spectroscopy of Near-Surface Atoms Using an Optical Nanofiber
  • 著者名/発表者名: K. P. Nayak, M. Das, Fam Le Kien, and K. Hakuta
  • 雑誌名: Optics Optics Communications 巻: (in press)
  • 査読あり
• [学会発表] Manipulation of Light Propagation Using Optical Nanofiber Cavities (2012)
  • 著者名/発表者名: K. P. Nayak, Fam Le Kien, K. Hakuta
  • 学会等名: SPIE Photonics West
  • 発表場所: San Francisco, U. S. A.
  • 年月日: 20120000
• [学会発表] Optical Nanofibers for Manipulating Single Photons (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Hakuta
  • 学会等名: International Conference on Advanced Photonic Polymers(ICAPP2011)
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 20111201-02
• [学会発表] Spontaneous emissionmanipulation using optical nanofibers andoptical nanofiber cavities (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Hakuta
  • 学会等名: 20th International Laser Physics Workshop(LPHYS' 11)
  • 発表場所: Sarajevo, Bosnia & Herzegovina
  • 年月日: 20110711-15
• [学会発表] Spontaneous emissionmanipulation using optical nanofibers andoptical nanofiber cavities (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Hakuta
  • 学会等名: International Workshop on Micro-Cavities and Their Applications
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 20110524-27
• [学会発表] Manipulation of Spontaneous Emission Using Optical Nanofibers (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Hakuta
  • 学会等名: 4th International Conference on Quantum Opticsand New Materials
  • 発表場所: Beijin, China
  • 年月日: 20110126-30
• [学会発表] Manipulating slow light propagation usingoptical nanofibers with low finesse cavity (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Hakuta, K. P. Nayak, Fam Le Kien
  • 学会等名: SPIE Photonics West
  • 発表場所: Sanfrancisco, California, U. S. A.
  • 年月日: 20110100
• [学会発表] New Toolfor Manipulating Atoms and Photon (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Hakuta
  • 学会等名: 3rd International Conference on Current Developments in Atomic
  • 発表場所: Delhi, India
  • 年月日: 20110000
• [学会発表] Manipulating Single Atoms and Photons Using Optical Nanofibers (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Hakuta
  • 学会等名: 6th International Conference on Phtonics and Applications
  • 発表場所: Hanoi, Viet Nam
  • 年月日: 20101108-12
• [学会発表] Optical Nanofiber Technology With Photonic Polymers : New Route For Single-Photon Generation (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Hakuta
  • 学会等名: 11th Chitose International Forum on Photonic Science & Technology(CIF 11)
  • 発表場所: Chitose, Hokkaido, Japan
  • 年月日: 20101014-15
• [学会発表] Manipulating single-photon generationusing optical nanofibers (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Hakuta, Fam Le Kien, and K. P. Nayak
  • 学会等名: 5th Asia Pacific Conference in Quantum Information Science(APCQIS-5)
  • 発表場所: Taiyuan, Shanxi, China
  • 年月日: 20100822-24
• [学会発表] Manipulating single-photon generationusing optical nanofibers (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Hakuta, Fam Le Kien, and K. P. Nayak
  • 学会等名: 19th International Laser Physics Workshop(LPHYS' 10)
  • 発表場所: Fozdo Iguacu, Brazil
  • 年月日: 20100705-09
• [学会発表] Atoms on an Optical Nanofiber for Slow Light Propagation (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Hakuta
  • 学会等名: SPIE Photonics West
  • 発表場所: Sanfrancisco, California, U. S. A.
  • 年月日: 20100100
• [学会発表] Manipulating Quantum States of Light and Matter using an Optical Nanofiber (2010)
  • 著者名/発表者名: K. P. Nayak, Fam Le Kien, K. Hakuta
  • 学会等名: OFC/NFOEC
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 20100000
• [学会発表] Near-Field Quantum Optics Using Optical Nanofibers (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Hakuta
  • 学会等名: The 7th Asia-Pacific Conference on Near-Field Optics(APNFO-7)
  • 発表場所: Jeju Island, Korea
  • 年月日: 20091125-27
• [学会発表] Optical Nanofibers for Manipulating Atoms and Photons (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Hakuta
  • 学会等名: International Workshop on Microcavitiesand Their Applications(WOMA2009)
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 20090825-28
• [学会発表] Manipulating and controlling atoms and photons using optical nanofibers (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Hakuta, Fam Le Kien, and K. P. Nayak
  • 学会等名: 18th International Laser Physics Workshop(LPHYS' 09)
  • 発表場所: Barcelona, Spain
  • 年月日: 20090713-17
• [学会発表] Optical nanofibers for probingatom-surface interactions (0)
  • 著者名/発表者名: K. Hakuta
  • 学会等名: SNU Workshopon Quantum Optics
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 00000523
• [図書] 量子干渉と量子コヒーレンス:量子非線形光学、「光科学研究の最前線2」 (2009)
  • 著者名/発表者名: 白田耕藏
  • 総ページ数: 136
  • 出版者: 光科学研究の最前線編集委員会編