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2022 年度 実績報告書

革新レーザー技術で拓くエキゾチック物質の量子操作

公募研究

研究領域宇宙観測検出器と量子ビームの出会い。新たな応用への架け橋。
研究課題/領域番号 21H00165
研究機関電気通信大学

研究代表者

桂川 眞幸  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (10251711)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2023-03-31
キーワード非線形光学過程 / 真空紫外レーザー / ミューオニウム
研究実績の概要

ミューオニウムのレーザー冷却を念頭に、その目的にカスタマイズした真空紫外域単一周波数波長可変レーザーの実現に向けた研究を進めた。技術のポイントは、光位相の任意操作技術を非線形光学過程に組み込むことで、非線形光学過程を人為的に操作する点にある。原理的には量子効率1の波長変換も可能なことが理論と詳細な数値計算の双方から示されている。公募研究の2年目に当たる2022年度は、パラ水素分子気体を非線形光学媒質とする高次誘導ラマン散乱光発生過程を典型例として原理実証された室温実験での結果を、液体窒素温度下に置かれたパラ水素分子気体(純度: > 99.99%)を用いた実験系に拡張する研究を1年目に引き続き進め、当初の目的を達成した。実際に数十%の効率で特定次数の高次誘導ラマン散乱光にエネルギー集中できることを確認することができ、様々な条件における実験結果を系統的に整理した。技術的には、液体窒素温度下に置かれた低温パラ水素気体中に光の位相を操作するデバイスを組込む機構を技術的に確立したことがポイントであった。
また、この技術を真空紫外域に拡張するための装置開発をおこない、ベースとなる部分をほぼ完成させた。真空紫外域での発生実験を進め、想定した真空紫外光の発生と計測がおこなえることを確認した。高出力化に向けて研究を進める基盤を確立することができた。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2023 2022

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) 学会発表 (4件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Engineering nonlinear optical phenomena by arbitrarily manipulating the phase relationships among the relevant optical fields2022

    • 著者名/発表者名
      1.W. Liu, C. Ohae, J. Zheng, S. Tahara, M. Suzuki, K. Minoshima, H. Ogawa, T. Takano, and M. Katsuragawa
    • 雑誌名

      Communications Physics

      巻: 5 ページ: 179

    • DOI

      10.1038/s42005-022-00956-6

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Proof-of-principle experiment of engineering in nonlinear optical process by arbitrarily manipulating phase relationships of the relevant optical fields2023

    • 著者名/発表者名
      C. Ohae, W. Liu, J. Zheng, and M. Katsuragawa
    • 学会等名
      53-th Winter Colloquium on the Physics of Quantum Electronics, PQE-2023
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Tailoring nonlinear optical phenomena by artificially manipulating the relevant optical phases - Toward high-resolution laser spectroscopy in the vacuum ultraviolet region -2022

    • 著者名/発表者名
      C. Ohae, W. Liu, J. Zheng and M. Katsuragawa
    • 学会等名
      30th International Laser Physics Workshop (LPHYS’22)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Engineering of nonlinear optical processes by arbitrarily manioulating the relevant optical phases2022

    • 著者名/発表者名
      W. Liu, C. Ohae, J. Zheng, S. Tahara, M. Suzuki, K. Minoshima, and M. Katsuragawa
    • 学会等名
      CLEO-PR
    • 国際学会
  • [学会発表] Arbitrary phase-manipulation of highly-discrete spectra and its application to linear and nonlinear optical processes2022

    • 著者名/発表者名
      C. Ohae, W. Liu, J. Zheng, A. Tomura, and M. Katsuragawa
    • 学会等名
      15th Asia Pacific Physics Conference (APPC15)
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2023-12-25  

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