極限材料科学（LAM)

グループの概要

私たちの研究室では、光テクノロジーの無限の可能性を追求するべく次世代光源の開発に取り組んでいます。また、ナノテクノロジーやバイオテクノロジーといったキーワードを意識した研究も行っており、基礎研究のみならず応用研究にも力を入れています。全固体波長可変紫外レーザーおよび高強度テラヘルツ波光源に関する研究成果は世界的にも高い評価を受けており、新しい産業の育成につながると期待されています。

研究室HP

研究内容

深紫外レーザーに関する研究

紫外・深紫外波長領域の超短光パルスレーザーは、材料加工や大気中のガスセンシングへの応用が期待されています。特に地球温暖化を引き起こすオゾン層破壊過程のセンシングへの適用が可能であり、環境分野からのニーズが大きくなっています。我々は、深紫外領域まで透明なフッ化物単結晶であるLiCAFに注目し、東北大学多元物質科学研究所・福田教授との共同研究として、セリウムイオンを添加したCe:LiCAF結晶をレーザー媒質として用いた全固体波長可変紫外超短光パルスレーザーの開発に成功しており、国内外より高い評価を受けています。

• 全固体紫外超短光パルスレーザーの高出力化
• 紫外チャープパルス増幅システムの開発

レーザー材料・光学材料に関する研究

分子科学研究所のシンクロトロン放射光を用い、フッ化物単結晶など新光学材料の深紫外領域における分光特性を明らかにし、次世代光リソグラフィー技術実現に必須である深紫外光学材料としての応用を検討しています。また、1μ mレーザー結晶の開発や遠赤外(テラヘルツ)領域で使用可能な光学材料の探索など、産業応用を前提とした新たな新材料の研究を行っています。

• 紫外レーザー用新結晶の探索
• 真空紫外用カメラの製作
• 1μ mレーザー結晶材料の探索

遠赤外レーザー(テラヘルツ波)に関する研究

テラヘルツ波は、光子エネルギーが非常に小さく多くの物質中を透過できるという利点を有しており、センシングやイメージングへの応用に大きな期待が寄せられています。特に、人体に害を与えるエックス線に取って代わる光源として実用化されれば、医療の分野はもとより、半導体プロセスへの応用や環境計測への応用など様々な分野に大きく貢献するものと考えられます。また固体物性や分光学等の基礎研究においても、今までは不可能であった相転移や素励起を直接励起できるため、新たな非線形光学現象を誘起できる光源として注目されています。

• 高強度テラヘルツ波光源の開発
• テラヘルツ電磁波による環境ホルモンの同定
• フォトニッククリスタルファイバー中のテラヘルツ波伝播

メンバー