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2014 年度 実施状況報告書

近赤外・中赤外領域アクロマティック・ベクトルビームの制御

研究課題

研究課題/領域番号 26420205
研究機関埼玉医科大学

研究代表者

若山 俊隆  埼玉医科大学, 保健医療学部, 准教授 (90438862)

研究分担者 東口 武史  宇都宮大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80336289)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードベクトルビーム / ラジアル偏光
研究実績の概要

近・中赤外領域アクロマティック・ベクトルビームを生成するために,ZnSe結晶を用いた近・中赤外域アクロマティック軸対称波長板を設計した。設計・開発された赤外域アクロマティック軸対称波長板を回転1/4波長板法を使ってその出射光の偏光状態をストークスパラメータおよび楕円率、主軸を使って評価した。この評価実験では、ベクトルビームの中でもその集光特性が特異なラジアル偏光を発生させた。これをレンズで集光させて、空間伝搬による偏光の3D解析を実験的に行った。集光位置ではガウス上のビームが得られた。その時の偏光状態もラジアル偏光を維持していることを明らかにした。この偏光特性評価実験と共にラジアル偏光の位相特性もマッハツェンダー干渉計から評価した。ここでは幾何学的位相に基づいた回転1/2波長板による位相シフト法を新たに提案し、ラジアル偏光の位相分布を求めた。取得されたビームはスパイラル位相となっていることが明らかになった。さらに、入力に対する出力光強度特性を取得した。取得されたデータから、ZnSe結晶を用いた近・中赤外域アクロマティック軸対称波長板は60%近くの透過率強度を持っていることが明らかになった。透過率を向上させるためには波長板の光路長をもう少し考慮することで透過率を上げることが可能になると考えられる。
現在は、上述した実験と共にスパイラル位相をもたない等位相のラジアル偏光を生成させる光学素子の設計に取り組んでいる。

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

平成26年度の計画である「近・中赤外域アクロマティック軸対称波長板の開発」および「ベクトルビームの検証」までが順調に行われており、光学素子の定量評価も実行されているため、「(2)概ね順調に進展している。」とした。

今後の研究の推進方策

平成26年度までに内部フレネル反射に基づいた軸対称波長板の基礎特性を押さえることができた。今後は新たに生まれたスパイラル位相をもたないラジアル偏光を生成する光学素子の研究開発を進めることで、縦電場や縦磁場の生成が可能になると考えられる。平成26年度に得られた結果と共に比較しながら、新たな光学素子から近・中赤外域アクロマティックベクトルビームの制御実験を進めていく。

次年度使用額が生じた理由

研究当初、CO2レーザーを購入する予定であったが、共同研究者がもっているレーザーを使って実験することになったため、購入を見送ることとなった。

次年度使用額の使用計画

研究開発するうちに近・中赤外域アクロマティック・ベクトルビームを生成する新たな光学素子の可能性を見出したので、この光学素子の製造費に使用していくことを計画している。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Determination of the polarization states of an arbitrary polarized terahertz beam: Vectorial vortex analysis2015

    • 著者名/発表者名
      Toshitaka Wakayama, Takeshi Higashiguchi, Hiroki Oikawa, Kazuyuki Sakaue, Masakazu Washio, Motoki Yonemura, Toru Yoshizawa, J. Scott Tyo, and Yukitoshi Otani
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 5 ページ: 9416

    • DOI

      10.1038/srep09416

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] テラヘルツベクトルビームの制御 II2015

    • 著者名/発表者名
      若山 俊隆、東口 武史、及川 大基、坂上 和之、鷲尾 方一、 米村 元喜、吉澤 徹、タイヨ スコット、大谷 幸利
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学、湘南キャンパス (神奈川県 平塚市)
    • 年月日
      2015-03-14 – 2015-03-14
  • [学会発表] テラヘルツビームの偏光検出: ベクトル渦解析III2015

    • 著者名/発表者名
      若山 俊隆、東口 武史、及川 大基、坂上 和之、鷲尾 方一、 米村 元喜、吉澤 徹、タイヨ スコット、大谷 幸利
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学、湘南キャンパス (神奈川県 平塚市)
    • 年月日
      2015-03-14 – 2015-03-14

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公開日: 2016-05-27  

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