（レーザー関連）青山学院大学／【理工学部】量子の同期現象を利用して光強度を7桁増強することに成功

～量子光アンプの開発に期待～

理工学部物理科学科の北野健太助教、前田はるか教授の研究グループは、超蛍光と呼ばれる量子の世界で起こる同期現象を用いて、レーザー光の瞬間強度を7桁以上増強することに成功しました。この研究成果は、2024年2月12日に、”Physical Review Letters”誌のオンライン版に掲載されました。

発表のポイント

• 量子力学の同期現象である超蛍光を微弱なレーザー光を用いて制御することに成功
• レーザー光の瞬間的な光強度を超蛍光によってコヒーレントに7桁以上増強することに成功
• 超蛍光が光の量子状態にどのように作用するのかを解明することで量子光アンプの開発につながると期待

気体の原子をはじめとした量子性が顕著に表れる物質が、内部エネルギーの高い状態に励起されると、自然放出過程によって蛍光が放出されることがあります。そのような物理系において、複数の原子が一斉に励起されると、真空場を介して各原子が相互作用します。その結果、各々の原子から放射される光の位相が徐々に同期され、極めてピーク強度の高いコヒーレントな光パルス、いわゆる「超蛍光」が放射されます。光が存在しない空間から、突如として強力な光パルスが放射されるという点で、超蛍光は真空場を増幅する機構と考えられています。