研究内容
レーザー物質科学とは
レーザー物質科学研究領域では,超高強度レーザーと物質の相互作用に関する研究を行っています.
世界最先端のレーザー装置を自ら開発し,それを使って新たな相互作用を見出すことに挑戦しています.
研究テーマ
超高強度中赤外レーザーの開発
波長3~5ミクロンの超短パルス中赤外レーザー技術を開発しています.
固体レーザー・ファイバーレーザーや光パラメトリック増幅などの技術を
駆使して,テラワット級の中赤外パルスの発生を目指しています.
参考
・時田茂樹 他, “中赤外Er:ZBLANファイバレーザー励起Fe:ZnSeレーザー”,
レーザー研究49, 402 (2021)
・A. V. Pushkin, et al., “Femtosecond graphene mode-locked Fe:ZnSe laser at 4.4 µm,”
Opt. Lett. 45, 738-741 (2020)
・T. Kanai et al., “Parametric amplification of 100 fs mid-infrared pulses in ZnGeP2 driven by a Ho:YAG chirped pulse amplifier,”
Opt. Lett. 42, 683-686 (2017).
・中赤外高出力超短パルスレーザーの開発と軟物質微細加工への応用
コヒーレントX線発生の研究
中赤外超高強度レーザーや近赤外超高強度レーザー(T6レーザー)と固体表面との相互作用を利用したコヒーレントX線発生の研究を行っています.
参考
・T. Kanai et al., “Quantum interference during high-order harmonic generation from aligned molecules,” Nature 435, 470 (2005).
・ゼプト秒原子・分子・素粒子物理学のための中赤外レーザー駆動
X線分光システムの開発
二重ベータ崩壊の研究
参考
・地下から解き明かす宇宙の歴史と物質の進化
・48Caを用いたニュートリノマヨラナ性の研究と次世代高感度化技術開発
・I. Ogawa, et al., “Development of the laser isotope separation method to study for the neutrino-less double beta decay of 48Ca,” J. Phys.: Conf. Ser. 2147, 012012 (2022).
暗黒物質の探索
高強度レーザーを用いて,広島大学等と共同でアクシオンなどの未知粒子の探索を行っています.真空内四光波混合という新しい手法によって,光子を用いた低質量粒子の発見を目指しています.
参考
・レーザー誘導共鳴散乱によるXENON1T超過事象のアクシオン的解釈の検証
・F. Ishibashi, et al., "Pilot Search for Axion-Like Particles by a Three-Beam Stimulated Resonant Photon Collider with Short Pulse Lasers," Universe 9, 123 (2023)
産業用フェムト秒レーザーの開発
民間企業との共同研究により,微細加工に適した
小型で高出力なフェムト秒レーザーの開発を行っています.
参考
・官民による若手研究者発掘支援事業 「産業用フェムト秒レーザーの開発」