研究の内容

光による情報処理や伝送･記録･再生はレーザー光の強度や偏光、空間的に均一な位相を用いて行われます。また異なる周波数を用いた多重化により、伝送容量を増大させることができます。これに対して光の空間特性は、これまで積極的に利用されることのなかった未開拓領域です。このような背景のもと、情報処理容量限界を打破するステップとして、ラゲールガウス（LG）光を使った情報多重化やLG光を特徴付ける軌道角運動量（トポロジカルチャージ）を用いた量子情報処理が注目されるようになってきました。本研究では、物質との相互作用を通して、LG光のモード制御や短パルス光を用いた軌道角運動量変換･保存、ファイバによる空間分割多重伝送を実現しました。

社会実装への可能性

• ・光記録の大容量化
• ・空間分割多重伝送
• ・モード変換による多次元情報処理
• ・空間コヒーレンスの評価
• ・半導体レーザーの空間モード制御

産業界や自治体等へのアピールポイント

ラゲールガウス光に代表される特徴的な空間特性をもつ光は、従来利用されてこなかった光パラメータを使用する点で革新的です。同時に空間特性を保持するための波面制御や伝送技術、光源開発などのイノベーションが求められています。我々の取り組みは当該領域の一部に過ぎませんが、本発表を通して広く興味を持っていただければ幸いです。