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研究内容

パルスレーザーとその光学現象について

下の写真は、自作の非同軸光パラメトリック増幅器(NOPA)を2台配置したものです。
多くの色の光が見えますが、光源は左奥を通過している赤色のレーザー光のみです。



強いパルスレーザーを特殊な物質(非線形結晶)に入射すると、
下図に示すような高調波発生(SHG)自己位相変調(SPM)などの非線形光学現象が生じます。

 
これらの過程によって様々な波長の光を発生させることが可能ですが、
非線形光学過程を経て最終的に得られる光パワーは非常に弱くなってしまいます。

そこで光パラメトリック増幅(OPA)によって必要な光パルスを増幅しています。
(さらに非同軸入射のNOPAでは、同軸入射の場合よりも短い時間幅のパルス発生が可能)



本研究室では、波長や時間幅を制御したパルスレーザーを用いて物性を調べ、
光と物質をお互いにコントロールしたり、新しい機能を見出す研究をしています。

研究内容の詳細については、以下の「研究内容の紹介」をご覧下さい。




研究内容の紹介

(10秒毎に切り替わるGIFアニメで、合計6枚のスライドがあります)



研究概要


研究テーマ

   以下は、本研究室で扱われている研究テーマの一覧です。
   学部生の方には、研究室に入った後で選択して頂きます。
   例年4月か5月に学部生向けに詳細な研究テーマ紹介を行いますが、
   下のリンク先にはその際に使用されたスライドの一部を示します。
  
灰色で示したものは、現在行われていない研究テーマです)

A. 励起子共鳴領域における光パルス伝搬(ソリトン)(1994年度~2002年度)
       CuClにおける非線形光学効果に関する研究
      

B. 低次元物質の励起子物性(1994年度~)

   B1. π共役系高分子の励起子物性・励起子非線形(1995年度~2001年度)
          ポリチオフェン誘導体P(S)MBETにおける励起子に関する研究

   B2. 無機・有機複合型量子井戸物質の光物性(1996年度~)
          理想的な2次元系に閉じ込められた励起子(電子・正孔対)などに関する研究
          [陸川研との共同研究]
  • 励起子微細構造(1996年度~、担当:由良知奈未)
  • 励起子ポラリトン(1996年度~2006年度)
  • キャビティポラリトン(2013年度~、担当:山本和弥)
    [産総研・佐賀大江良研との共同研究]
  • ペロブスカイト太陽電池応用に向けた物性評価(2014年度~)
    (3次元無機・有機複合型物質における光エネルギー変換)
         (2014年度~、担当:Matt)
  • 無機層・有機層間のエネルギー移動(1999年度~2003年度)
  • 励起子非線形と超高速 時間→空間 変換(1996年度~2000年度)
   B3. ヨウ素系一次元結晶の光物性(2001年度)

C. 半導体におけるコヒーレントフォノンの発生と物性制御(1995年度~)
       位相が揃ったフォノン(物質の格子振動)に関する研究
       (担当:鈴木帝人・渡邉香澄)

D. GaN/AlN多重量子井戸物質のサブバンド間遷移(ISBT)(2001年度~2007年度)
       [岸野研との共同研究]

E. ペロブスカイト型Mn酸化物の光物性と反射率振動(2003年度~2008年度)
       [桑原研との共同研究]

F. 光触媒物質の光学特性と光触媒機能(2004年度~)
       anatase型ニ酸化チタン薄膜に関する研究
       [坂間研との共同研究]
       [坂間研との学内共同研究(2011年度~2012年度)]
       (担当:井口歩武・竹澤宏紀)

G. 量子情報処理に向けた光物理研究(2004年度~)

   G1. 量子情報処理に向けた量子ドットの光物性(2004年度~2011年度)
          量子情報処理を実現する為の物質制御に関する研究
          [情報通信研究機構・慶応義塾大学との共同研究]

   G2. 量子情報処理に向けた非古典光の直接観測と光受信精度の最適化(2011年度~)
          量子情報処理を実現する為に重要な非古典光の生成および観測に関する研究
          [情報通信研究機構との共同研究]

H. 窒化物半導体ナノコラムの光学特性(2005年度後期~)
       ナノサイズで結晶品質が高い窒化物半導体に関する研究
       [CRESTプロジェクト(2005年度後期~2010年度)]
                 岸野研・大槻研・関根研・京大川上研との共同研究
       [NEDOプロジェクトによる岸野研との共同研究(2011年度)]
       [特別推進研究(2012年度~2016年度)]
                 岸野研・中岡研・大槻研との共同研究
  
   H-I. 半導体ナノコラムの光物性(2005年度後期~)
              高品質な窒化物半導体結晶に関する研究
       H1. GaNナノコラムの励起子物性と電子正孔プラズマ(2005年度後期~)
              (担当:猪瀬裕太・柳沢優光)
       H2. InGaN/GaNナノコラムの光学特性(2005年度後期~)
              (担当:猪瀬裕太・柳沢優光)
       H3. InN薄膜・ナノコラムの光学特性(2006年度後期~2012年度)
  
   H-II. 半導体ナノ構造における光伝播特性と光機能(2006年度後期~)
            半導体ナノ構造に起因する光閉じ込め現象に関する研究
       H4. ナノ構造における光局在効果とレーザー発振(2006年度後期~)
              [大槻研との学内共同研究(2009年度~2011年度)]
              [DYCEプロジェクトによる研究課題(2009年度~2012年度)]
              (担当:猪瀬裕太)
       H5. ナノ構造を用いた非線形増強効果(2008年度~2009年度)

I. 超分子複合体における光励起キャリアダイナミクスの解明(2011年度~)
       (担当:趙晨宇・羽根田涼)
       [早下研・南部研との共同研究]

J. GaAs量子井戸物質における超高速非線形分光(2011年度後期)
       [東大秋山研との共同研究]

その他
       光に関することで希望があれば
       新たな研究テーマとして採用される場合もあります




過去の学位論文



会報・雑誌等での掲載記事