2013 Fiscal Year Annual Research Report
モノサイクル域光パルスのスピン軌道相互作用制御とその応用
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23360024
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
森田 隆二 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30222350)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
戸田 泰則 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00313106)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | モノサイクル光パルス / 軌道角運動量 / スピン角運動量 / スピン軌道相互作用 / レーザー加工 / 位相特異性 / 偏光特異性 / 周波数分解計測 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は，光の持つ位相・偏光の空間的特異性に着目し，申請者らが現在までに独自に開発したモノサイクル域光パルス発生・制御技術，さらには光のスピン軌道相互作用変換・制御技術を用いることにより，1) モノサイクル域「光渦」・「偏光渦」パルスの高効率発生を行うこと，2) モノサイクル域光渦・偏光渦の極限時間域において環状ビームである特性，光のスピン軌道相互作用を利用した閉ループ時間分解非線型分光の手法を確立すること，3) 同上特性，光のスピン軌道相互作用を活かして，プラズマ制御・レーザー加工への応用を行うことである。本年度は，軌道角運動量を自在に変化できるmJ級高強度力超短・超広帯域光渦パルスを発生法，また光渦軌道角運動量スペクトルの精度良い測定法の確立，およびスピン軌道相互作用によるカイラルナノニードルの作製・制御を行った。
1.空間位相調器を組み込んだ4-f光学系と前置増幅，主増幅とを組み合わせた高出力超短・超広帯域光渦パルス発生システムを構築した。これにより，空間位相変調器の回折効率の低さを補いながら，空間分散がなく，かつ軌道角運動量可変で1 mJを越える高出力超短・超広帯域光渦パルスの発生に成功した。
2. すでに光渦パルスを用いて，金属ナノカイラルニードルの作製に成功しているが，さらに光渦パルスの軌道角運動量・スピン角運動量，強度，集光の度合いを変化させることにより，この金属カイラルナノニードルのサイズ，空間らせん周波数などを制御することが可能であることを実証した。
3. 光渦と平面波との干渉像から空間電場再生を行う手法を用い，超広帯域超短光渦パルスの周波数分解軌道角運動量スペクトルを高速かつ高精度で行う方法を提案・実証した。この方法により，初めて軌道角運動量成分電場間の位相差を測定することに成功した。また，この方法は，軌道角運動量スペクトルの周波数分散測定も可能であり，その測定にも成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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