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マルチ光コムのコヒーレント制御性を活用した新しい光制御技術を開発電気通信大学 研究グループ

 JST(科学技術振興機構)戦略的創造研究推進事業において,電気通信大学の研究グループは,光周波数コム(光コム)の非常に高い位相制御性(コヒーレント制御性)を積極的に利用することで,複数の光コム(マルチ光コム)を用いた新しい光の操作・制御技術を開発したと発表した。
 光コムは,パルス光の繰り返し周波数と位相が極めて精密に制御された超短パルスレーザーで,周波数標準,距離測定,分光計測,イメージング,センシングなどの様々な分野において応用が拡がっている。光コムは非常に高いコヒーレント制御性を本質的に有しているが,この性質はこれまで十分に利用されていなかった。そこで,コヒーレント制御性に焦点をあて,光コムの位相制御の原理実証として,偏光制御に着目し,マルチ光コムを用いて任意の偏光状態を高速・高精度に生成して,その状態を検出する実験を行った。複数の光コムを空間的・時間的に重ね合わせると,その位相差に応じて,合成波パルスの偏光状態は,直線偏光,楕円偏光,円偏光などのさまざまな状態になる。実験の結果,マルチ光コムの各パラメータを適切に設定することにより,超短パルス列の任意の偏光状態を任意の周期で変えられる「偏光変調コム」を生成することに成功した。具体的には,4ミリ秒の周期で4種類の偏光状態を繰り返す光コムや,18ナノ秒の周期で2種類の偏光状態が超高速スイッチングする光コムなどを生成し,測定評価を行った。
 コヒーレント制御性の活用は,偏光変調だけにとどまらず,さらに広い範囲への展開が可能であり,自在な制御が可能な高機能コヒーレント光源や,高感度・高精度・多彩な対象の分光計測,材料開発などへの応用が期待される。

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