2023/03/31 更新

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キタジマ　ショウタロウ
北島　将太朗
KITAJIMA Shotaro
所属
大学院工学研究科 電子工学専攻 量子システム工学 助教
大学院担当
大学院工学研究科
学部担当
工学部 電気電子情報工学科
職名
助教
外部リンク

学位 1

  1. 博士（工学） （ 2019年3月   電気通信大学 ） 

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研究キーワード 5

  1. モード同期レーザー

  2. 固体レーザー

  3. 薄ディスクレーザー

  4. 超短パルスレーザー

  5. ファイバーレーザー

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研究分野 1

  1. ナノテク・材料 / 光工学、光量子科学

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経歴 2

  1. 名古屋大学   大学院工学研究科 電子工学専攻   助教

    2021年10月 - 現在

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    国名：日本国

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  2. 大阪大学   レーザー科学研究所   特任助教

    2019年4月 - 2021年9月

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学歴 2

  1. 電気通信大学   情報理工学系研究科   基盤理工学専攻

    2014年4月 - 2019年3月

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  2. 長野工業高等専門学校   電気電子工学科

    2007年4月 - 2012年3月

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所属学協会 2

  1. 日本レーザー学会

    2014年 - 現在

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  2. アメリカ光学会

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委員歴 2

  1. 一般社団法人レーザー学会学術講演会第43回年次大会   総務係委員  

    2022年1月 - 2023年1月   

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    団体区分：学協会

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  2. レーザー学会中部支部   庶務幹事  

    2021年10月 - 現在   

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    団体区分：学協会

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受賞 6

  1. レーザー学会次世代FL研究会，優秀口頭発表賞

    2022年11月   レーザー学会  

    北島将太朗

  2. 第41回学術講演会年次大会 優秀論文発表賞

    2021年1月   一般社団法人レーザー学会   インククラッドにて寄生発振を抑制した1 J/100 Hz低温冷却Yb:YAGレーザー増幅器

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  3. “Outstanding Oral Runner-up Presentation Award”, Advanced Solid-State Lasers (ASSL2018)

    2018年11月   アメリカ光学会   Sub-100 fs Kerr-Lens Mode-Locked Thin-Disk Lasers Based on Ceramic Gain Media

    北島将太朗

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  4. “The Best Student Poster Paper Award,” The 7th Advanced Lasers and Photon Sources

    2018年4月   レーザー学会   177 fs Pulses From Kerr-Lens Mode-Locked Yb:Lu2O3 Ceramic Thin Disk Laser

    北島将太朗

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  5. “The Best Student Oral Paper Award,” The 4th Advanced Lasers and Photon Sources

    2015年4月   レーザー学会   Kerr-lens mode-locked Yb3+ -doped Lu3Al5O12 ceramic laser

    北島将太朗

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  6. 第15回レーザー学会東京支部研究会 ポスター講演 特別賞

    2015年3月   レーザー学会東京支部   高出力Kerrレンズモード同期Yb3+添加Lu3Al5O12セラミックレーザー

    北島将太朗

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論文 18

  1. Controllable, intense spectral peaking with a spectral filter and optical fiber

    Nishizawa Norihiko, Kobata Sakiko, Kitajima Shotaro

    OPTICS LETTERS   47 巻 ( 23 ) 頁： 6165 - 6168   2022年12月

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    掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Optics Letters  

    Nonlinear fiber effects are useful for controlling optical spectra in a wide variety of ways. Here, we report the demonstration of freely controllable, intense spectral peaking using a high-resolution spectral filter with a liquid-crystal spatial light modulator and nonlinear fibers. A large enhancement of spectral peak components by more than a factor of 10 was achieved by employing phase modulation. Multiple spectral peaks with an extremely high signal-to-background ratio (SBR) of up to 30 dB were generated simultaneously in a wide wavelength range. It was shown that part of the energy from the whole pulse spectrum was concentrated at the filtering part and constructed the intense spectral peaks. This technique is very useful for highly sensitive spectroscopic applications and comb mode selection.

    DOI： 10.1364/OL.471957

    Web of Science

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  2. Spectral peaking in an ultrashort-pulse fiber laser oscillator with a molecular gas cell

    Nishizawa Norihiko, Kitajima Shotaro, Sakakibara Youichi

    OPTICS LETTERS   47 巻 ( 10 ) 頁： 2422 - 2425   2022年5月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Optics Letters  

    Here we report the demonstration of a spectral peaking phenomenon in a fiber laser oscillator. An HCN gas cell was inserted in an ultrashort-pulse Er-doped fiber laser with single-wall carbon nanotubes. Sech2-shaped ultrashort pulses with intense multiple sharp spectral peaks were stably generated. When the generated pulses were coupled into highly nonlinear fiber, enhanced multiple spectral peaks were generated by periodical spectral peaking in the optical fiber. The characteristics and physical mechanism of spectral peaking in the fiber laser were investigated via numerical simulations. As the magnitude of absorption was increased, the magnitude of the generated spectral peaks increased almost exponentially. It was clarified that the spectral peaks were generated through the accumulation of filtering components generated in each round trip.

    DOI： 10.1364/OL.458643

    Web of Science

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  3. 10-J, 100-Hz conduction-cooled active-mirror laser

    Ogino Jumpei, Tokita Shigeki, Kitajima Shotaro, Yoshida Hidetsugu, Li Zhaoyang, Motokoshi Shinji, Morio Noboru, TSUBAKIMOTO K. O. J. I., Fujioka Kana, Kodama Ryosuke, Kawanaka Junji

    OPTICS CONTINUUM   1 巻 ( 5 ) 頁： 1270 - 1277   2022年5月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1364/OPTCON.456554

    Web of Science

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  4. Kerr-lens mode-locked Yb:LuAG ceramic thin-disk laser 査読有り

    Kitajima Shotaro, Shirakawa Akira, Yagi Hideki, Yanagitani Takagimi

    OPTICS LETTERS   46 巻 ( 10 ) 頁： 2312 - 2315   2021年5月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Optics Letters  

    A Kerr-lens mode-locked (KLM) thin-disk laser with Yb:LuAG ceramic was demonstrated. Yb:LuAG ceramic is an attractive material for high-power lasers due to its high thermal conductivity and large emission cross section. The highest output power of 17 W with a pulse duration of 130 fs was achieved. Moreover, the pulse duration of 88 fs was also obtained with a high-Q factor cavity. To the best of our knowledge, this is the first demonstration of a KLM thin-disk laser based on Yb:LuAG, including both ceramic and single crystal. The results show the usefulness of ceramic thin disks for high-power ultrashort pulse laser sources.

    DOI： 10.1364/OL.423865

    Web of Science

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  5. Dispersion-Managed Tm-Ho Co-Doped Ultrashort Pulse Fiber Laser Using Single-Walled Carbon Nanotube and Spectral Filter

    Fukazawa Keisuke, Zhou Ying, Kitajima Shotaro, Saito Takeshi, Sakakibara Youichi, Nishizawa Norihiko

    APPLIED SCIENCES-BASEL   12 巻 ( 23 )   2022年12月

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    出版者・発行元：Applied Sciences (Switzerland)  

    Featured Application: Biomedical imaging, Environmental spectroscopy, LIDAR, Medicine, and Laser processing. In this paper, we have demonstrated a dispersion-managed, high-power, Tm-Ho co-doped ultrashort pulse fiber laser using a single walled carbon nanotube (SWNT) dispersed in polyimide film. An in-line type spectral filter was developed to control the output pulse spectra. Two SWNT films with different modulation depths were examined as a mode-locker. Normal dispersion fiber was used in the fiber laser oscillator, and dependence on net cavity dispersion was investigated. Passive mode-locking was achieved in a wide dispersion range, from −0.319 to +0.101 ps2. Stable soliton mode-locking operation and dissipative soliton mode-locking operations were observed. The pumping efficiency was ~3 times higher than that in a Tm-doped fiber laser with a similar configuration. The developed fiber laser showed self-start and stable operations, and this laser is useful for practical applications.

    DOI： 10.3390/app122312369

    Web of Science

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  6. Spectral Peaking in Ultrashort Pulse Fiber Lasers with Molecular Gas Cell

    Nishizawa N., Kitajima S., Sakakibara Y.

    2022 Conference on Lasers and Electro-Optics, CLEO 2022 - Proceedings     2022年

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    出版者・発行元：2022 Conference on Lasers and Electro-Optics, CLEO 2022 - Proceedings  

    We demonstrated spectral peaking phenomenon in fiber laser cavity for the first time. Ultrashort soliton pulse with multiple sharp spectral peaks were successfully generated in Er-doped SWNT fiber laser with HCN gas cell.

    Scopus

  7. Spectral Peaking in Ultrashort Pulse Fiber Lasers with Molecular Gas Cell

    Nishizawa N., Kitajima S., Sakakibara Y.

    Optics InfoBase Conference Papers     2022年

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    出版者・発行元：Optics InfoBase Conference Papers  

    We demonstrated spectral peaking phenomenon in fiber laser cavity for the first time. Ultrashort soliton pulse with multiple sharp spectral peaks were successfully generated in Er-doped SWNT fiber laser with HCN gas cell.

    Scopus

  8. Speckle Reduction by Frequency Compounding in 1.7 μm Optical Coherence Tomography using Tunable QuasiSupercontinuum Laser Source

    Chen Y., Yamanaka M., Kitajima S., Nishizawa N.

    2022 Conference on Lasers and Electro-Optics, CLEO 2022 - Proceedings     2022年

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    出版者・発行元：2022 Conference on Lasers and Electro-Optics, CLEO 2022 - Proceedings  

    Speckles in OCT hinder visibility of finescale structures. We demonstrated speckle reduced OCT imaging using 1.7 μm tunable Quasisupercontinuum fiber laser source, and the improvement of image contrast in deep tissue imaging was successfully confirmed.

    Scopus

  9. Speckle Reduction by Frequency Compounding in 1.7 μm Optical Coherence Tomography using Tunable Quasi-Supercontinuum Laser Source

    Chen Y., Yamanaka M., Kitajima S., Nishizawa N.

    Optics InfoBase Conference Papers     2022年

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    出版者・発行元：Optics InfoBase Conference Papers  

    Speckles in OCT hinder visibility of fine-scale structures. We demonstrated speckle reduced OCT imaging using 1.7 μm tunable Quasi-supercontinuum fiber laser source, and the improvement of image contrast in deep tissue imaging was successfully confirmed.

    Scopus

  10. 10 J operation of a conductive-cooled Yb:YAG active-mirror amplifier and prospects for 100 Hz operation 査読有り

    Ogino Jumpei, Tokita Shigeki, Kitajima Shotaro, Yoshida Hidetsugu, Li Zhaoyang, Motokoshi Shinji, Morio Noboru, Tsubakimoto Koji, Fujioka Kana, Kodama Ryosuke, Kawanaka Junji

    OPTICS LETTERS   46 巻 ( 3 ) 頁： 621 - 624   2021年2月

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    記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）   出版者・発行元：Optics Letters  

    We report, to the best of our knowledge, the highest power conductive-cooled active-mirror amplifier (CcAMA) using Yb:YAG with a pulse energy of 10 J. By using four liquid-nitrogen circulating cooled laser heads, we achieved a repetition rate, pulse energy, and average power of 33.3 Hz, 9.3 J, and 310 W, respectively. The problem of wavefront distortion, which is difficult to solve with a large-aperture active-mirror laser, is suppressed by using reinforcing materials with the same thermal expansion coefficient. We have confirmed that the wavefront distortion is small (0.15λ P-V per head) at 100 Hz operation, which paves the way for 100 Hz operation with the CcAMA concept.

    DOI： 10.1364/OL.414926

    Web of Science

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  11. 1 J/100 Hz cryogenically-cooled Yb:YAG laser amplifier with ink-cladding for the suppression of parasitic lasing

    Kitajima S., Ogino J., Tokita S., Zhaoyang L., Motokoshi S., Morio N., Tsubakimoto K., Yoshida H., Fujioka K., Ueda K.I., Kodama R., Kawanaka J.

    Optics InfoBase Conference Papers     2021年

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    出版者・発行元：Optics InfoBase Conference Papers  

    A stable operation of 1.1 J/100 Hz 10 ns laser pulses were achieved from a single cryogenically cooled Yb:YAG rod amplifier with ink-cladding. The efficiency and gain coefficient were 44% and 383, respectively.

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  12. Toward 10J, 100Hz active-mirror amplifier

    Ogino J., Tokita S., Kitajima S., Yoshida H., Li Z., Motokoshi S., Morio N., Tsubakimoto K., Fujioka K., Kodama R., Kawanaka J.

    Optics InfoBase Conference Papers     2020年10月

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    記述言語：英語   出版者・発行元：Optics InfoBase Conference Papers  

    We have developed a conductive-cooled Yb:YAG active-mirror amplifier with an diameter of 50 mm and a liquid-nitrogen circulation system. The high thermal capability that enables 10 J, 50 Hz laser amplification was demonstrated successfully.

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  13. Sub-100 fs pulses generation from Kerr-lens mode-locked Yb: Lu2O3 ceramic thin-disk laser 査読有り

    Shotaro Kitajima, Akira Shirakawa, Hideki Yagi, Takagimi Yanagiani

    Optics Letters   43 巻 ( 21 ) 頁： 5451 - 5454   2018年10月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1364/OL.43.005451

    PubMed

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  14. Kerr-lens mode-locked Yb:Lu2O3 ceramic thin-disk laser 査読有り

    Shotaro Kitajima, Akira Shirakawa, Hideki Yagi, Takagimi Yanagitani

    Optics InfoBase Conference Papers   2018 巻   2018年

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）   出版者・発行元：OSA - The Optical Society  

    The first Kerr-lens mode-locked Yb:Lu2O3 ceramic thin-disk laser was demonstrated. The shortest pulse duration was 177 fs with 3.2 W output power. The output power of 17 W with 588 fs pulses was also demonstrated.

    DOI： 10.1364/CLEO_SI.2018.SF2N.5

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  15. Yb<sup>3+</sup>-doped CaF<sub>2</sub>-LaF<sub>3</sub> ceramics laser. 査読有り

    Kitajima S, Yamakado K, Shirakawa A, Ueda KI, Ezura Y, Ishizawa H

    Optics letters   42 巻 ( 9 ) 頁： 1724 - 1727   2017年5月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1364/OL.42.001724

    Web of Science

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    その他リンク： http://orcid.org/0000-0002-7082-6145

  16. CW performance and temperature observation of Yb: Lu2O3 ceramic thin-disk laser 査読有り

    Shotaro Kitajima, Hiroaki Nakao, Akira Shirakawa, Hideki Yagi, Takagimi Yanagitani

    Optics InfoBase Conference Papers   2017 巻   2017年

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）   出版者・発行元：OSA - The Optical Society  

    CW Yb: Lu2O3 ceramic thin-disk laser with the maximum output power of 174 W was demonstrated. Slope efficiency was 54%. Disk temperature during lasing was observed and maximum temperature was 84.1 °C under 5.5 kW/cm2 pumping.

    DOI： 10.1364/ASSL.2017.JM5A.32

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  17. Kerr-lens mode-locked Yb<sup>3+</sup>-doped Lu<sub>3</sub>Al<sub>5</sub>O<sub>12</sub> ceramic laser. 査読有り

    Kitajima S, Nakao H, Shirakawa A, Yagi H, Yanagitani T

    Optics letters   41 巻 ( 19 ) 頁： 4570 - 4573   2016年10月

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（学術雑誌）  

    DOI： 10.1364/OL.41.004570

    Web of Science

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    その他リンク： http://orcid.org/0000-0002-7082-6145

  18. Highly Efficient Yb3+-doped CaF2-LaF3 Ceramic Laser 査読有り

    Shotaro Kitajima, Yuki Higashi, Hiroaki Nakao, Akira Shirakawa, Ken-ichi Uedal, Yoshinobu Ezura, Hitoshi Ishizawa

    2016 CONFERENCE ON LASERS AND ELECTRO-OPTICS (CLEO)     2016年

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    担当区分：筆頭著者   記述言語：英語   掲載種別：研究論文（国際会議プロシーディングス）   出版者・発行元：IEEE  

    We prepared transparent Yb:CaF2-LaF3 ceramics with different combinations of doping concentrations of Yb3+ and La3+ and obtained CW laser operation with maximum output of 3.97 W. The maximum slope efficiency was as high as 73.1%.

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MISC 1

  1. 固体レーザーの基礎(3)高出力固体レーザー及び最新動向

    北島 将太朗  

    プラズマ・核融合学会誌 = Journal of plasma and fusion research97 巻 ( 7 ) 頁： 388 - 395   2021年7月

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    記述言語：日本語   出版者・発行元：プラズマ・核融合学会編集委員会  

    CiNii Books

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講演・口頭発表等 38

  1. 206 MHz 全偏波保持光周波数コムを用いた任意スペクトルピークの生成

    北島 将太朗，Jung Kwangyun，西澤 典彦

    第70回 応用物理学会春季学術講演会  2023年3月15日 

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    開催年月日： 2023年3月

    会議種別：口頭発表（一般）  

  2. 超短パルスファイバレーザーを用いたスペクトルピークの生成 招待有り

    西澤典彦，北島将太朗

    レーザー学会年次大会  2023年1月18日 

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    開催年月日： 2023年1月

    会議種別：口頭発表（招待・特別）  

  3. Figure-9 型モード同期レーザーをベースとした 200MHz 光周波数コムの開発

    北島将太朗，西澤典彦

    レーザー学会年次大会  2022年11月18日 

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    開催年月日： 2022年11月

    会議種別：口頭発表（一般）  

  4. 超短パルスレーザー研究に魅せられて 招待有り

    北島将太朗

    次世代FL研究会  2022年11月18日 

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    開催年月日： 2022年11月

    会議種別：口頭発表（招待・特別）  

  5. 高機能超短パルスファイバレーザー光源の開発と応用 招待有り

    西澤典彦，北島将太朗

    電子情報通信学会・光ファイバ応用技術研究会（OFT）  2022年10月13日 

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    開催年月日： 2022年10月

    会議種別：口頭発表（招待・特別）  

  6. Controllable Spectral Peak Generation with Ultrashort Pulses using LCOS-SLM Spectral Filter 国際会議

    Sakiko Kobata, Shotaro Kitajima, Norihiko Nishizawa

    Conference on Lasers and Electro-Optics Pacific Rim (CLEO-PR 2022)  2022年7月31日 

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    開催年月日： 2022年7月

    会議種別：口頭発表（一般）  

  7. Characteristics of Spectral Peaking in Ultrashort Pulse Fiber Lasers with Molecular Gas Cell 国際会議

    Norihiko Nishizawa, Shotaro Kitajima, Youichi Sakakibara

    Conference on Lasers and Electro-Optics Pacific Rim (CLEO-PR 2022)  2022年7月31日 

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    開催年月日： 2022年7月

    会議種別：口頭発表（一般）  

  8. Investigation on power scalability of Yb:KREW thin-disk lasers by anisotropic thermo-mechanical analysis 国際会議

    Shotaro Kitajima, Norihiko Nishizawa

    Conference on Lasers and Electro-Optics Pacific Rim (CLEO-PR 2022)  2022年7月31日 

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    開催年月日： 2022年7月

    会議種別：ポスター発表  

  9. Spectral Peaking in Ultrashort Pulse Fiber Lasers With Molecular Gas Cell 国際会議

    Norihiko Nishizawa, Shotaro Kitajima, Youichi Sakakibara

    CLEO2022  2022年5月15日 

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    開催年月日： 2022年5月

    会議種別：口頭発表（一般）  

  10. Speckle Reduction by Frequency Compounding in 1.7 μm Optical Coherence Tomography Using Tunable Quasi-Supercontinuum Laser Source 国際会議

    Ying Chen, Masahito Yamanaka, Shotaro Kitajima, and Norihiko Nishizawa

    CLEO2022  2022年5月15日 

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    開催年月日： 2022年5月

    会議種別：口頭発表（一般）  

  11. Mechanical Speckle Noise Reduction in SD-OCT at 1.7 um Wavelength 国際会議

    Kensuke Yamanaka, Masahito Yamanaka, Norihiko Nishizawa

    SI-Thru2022 (Sensing and Imaging through Scattering and Fluctuating Field in Biology)  2022年4月18日 

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    開催年月日： 2022年4月

    会議種別：ポスター発表  

  12. Spectral Control of Dispersion Managed, Highly-Efficient Tm-Ho co-doped Ultrashort Pulse Fiber Laser at 2 um Using SWNT 国際会議

    Keisuke Fukazawa, Ying Zhou, Shotaro Kitajima, Takeshi Saito, Yoichi Sakakibara, Norihiko Nishizawa

    The 11th Advanced Laasers and Photon Sources  2022年4月18日 

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    開催年月日： 2022年4月

    会議種別：口頭発表（一般）  

  13. Tm-Ho Co-doped Fiber Pulse Laser for Application in Mid-infrared Pulse Generation 国際会議

    Jingzhe Zhang, Keisuke Fukazawa, Ying Zhou, Shotaro Kitajima, Takeshi Saito, Youichi Sakakibara, Norihiko Nishizawa

    The 11th Advanced Laasers and Photon Sources  2022年4月18日 

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    開催年月日： 2022年4月

    会議種別：ポスター発表  

  14. Speckle reduction by spectral compounding in 1700 nm SD-OCT using tunable quasi-supercontinuum source 国際会議

    Ying Chen, Shotaro Kitajima, Norihiko Nishizawa

    SI-Thru2022 (Sensing and Imaging through Scattering and Fluctuating Field in Biology)  2022年4月18日 

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    開催年月日： 2022年4月

    会議種別：口頭発表（一般）  

  15. 超短パルスファイバレーザーにおけるスペクトルピークの生成

    西澤 典彦、北島 将太朗、榊原 陽一

    第69回応用物理学会春季学術講演会  2022年3月24日 

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    開催年月日： 2022年3月

    会議種別：口頭発表（一般）  

  16. 低温伝導冷却アクティブミラー増幅器の新規構造

    黒岩 尭彦、北島 将太朗、時田 茂樹、金井 恒人、荻野 純平、河仲 準二

    第69回応用物理学会春季学術講演会  2022年3月25日 

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    開催年月日： 2022年3月

    会議種別：口頭発表（一般）  

  17. LCOS-SLMによるスペクトルフィルタを用いた スペクトルピークの生成と制御

    古畑 早紀子、北島 将太朗、西澤 典彦

    第69回応用物理学会春季学術講演会  2022年3月24日 

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    開催年月日： 2022年3月

    会議種別：口頭発表（一般）  

  18. 高出力 Yb:KLuW 薄ディスクレーザー

    北島将太朗，西澤典彦

    第83回 応用物理学会秋季学術講演会  2022年3月22日 

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    開催年月日： 2022年3月

    会議種別：口頭発表（一般）  

  19. タングステン酸塩利得媒質を用いた Thin-disk レーザー

    北島 将太朗、時田 茂樹、河仲 準二

    レーザー学会学術講演会第42回年次大会  2022年1月14日 

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    開催年月日： 2022年1月

    会議種別：口頭発表（一般）  

  20. 革新的パワーレーザーの開発 -伝導冷却アクディブミラーレーザー 招待有り

    荻野 純平、時田 茂樹、北島 将太朗、本越 伸二、森尾 登、椿本 孝治、吉田 英次、藤岡 加奈、植田 憲一、兒玉 了祐、河仲 準二

    レーザー学会学術講演会第42回年次大会  2022年1月14日 

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    開催年月日： 2022年1月

    会議種別：口頭発表（招待・特別）  

  21. はんだの粘塑性を考慮した低温冷却型アクティブミラー増幅器の熱構造解析

    黒岩 尭彦、北島 将太朗、荻野 純平、時田 茂樹、河仲 準二

    レーザー学会学術講演会第42回年次大会  2022年1月14日 

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    開催年月日： 2022年1月

    会議種別：口頭発表（一般）  

  22. 1 J/ 100 Hz cryogenically-cooled Yb:YAG laser amplifier with ink-cladding for the suppression of parasitic lasing 招待有り 国際会議

    CLEO2021  2021年5月13日 

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    開催年月日： 2021年5月

    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  23. 1 J/100 Hz ns laser pulses generation from cryogenically-cooled Yb:YAG rod amplifier with ink-cladding 国際会議

    Shotaro Kitajima, Jumpei Ogino, Shigeki Tokita, Li Zhaoyang, Shinji Motokoshi, Noboru Morio, Koji Tsubakimoto, Hidetsugu Yoshida, Kana Fujioka, Ken-ichi Ueda, Ryosuke Kodama, Junji Kawanaka

    The 10th Advanced Lasers and Photon Sources (ALPS2021)  2021年4月 

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    開催年月日： 2021年4月

    会議種別：ポスター発表  

  24. Spectral peak generation using ultrashort pulse fiber lasers 招待有り 国際会議

    N. Nishizawa, S. Kitajima, Y. Sakakibara, H. Tomida, andH. Abe

    SPIE Photoincs West  2021年1月29日 

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    開催年月日： 2021年1月

    会議種別：口頭発表（招待・特別）  

  25. 177 fs Pulses From Kerr-Lens Mode-Locked Yb:Lu2O3 Ceramic Thin Disk Laser 国際会議

    北島将太朗

    The 7th Advanced Lasers and Photon Sources (ALPS)  2018年4月 

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    記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

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  26. Yb:CaF2単結晶Thin-diskレーザーの開発

    小林 祐樹, 北島 将太朗, 白川 晃

    一般社団法人レーザー学会第40回年次講演会  2020年1月20日 

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  27. Yb3+-doped CaF2-LaF3 Ceramic Laser 国際会議

    北島将太朗

    The 11th Laser Ceramics Symposium (LCS)  2015年12月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  28. Sub-100 fs Kerr-lens mode-locked Yb3+ -doped Lu3Al5O12 ceramic laser 国際会議

    北島将太朗

    The 12th Laser Ceramics Symposium (LCS)  2016年12月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  29. Sub-100 fs Kerr-lens mode-locked Yb3+ -doped Lu3Al5O12 ceramic laser 国際会議

    北島将太朗

    EUROPHOTON  2016年8月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  30. Sub-100 fs Kerr-Lens Mode-Locked Thin-Disk Lasers Based on Ceramic Gain Media 国際会議

    北島将太朗

    ASSL  2018年11月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  31. Mode-locked Yb3+-doped CaF2-LaF3 Ceramic Laser 国際会議

    北島将太朗

    CLEO/EUROPE-EQEC 2017  2017年6月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  32. Kerr-Lens Mode-Locked Yb:Lu2O3 Ceramic Thin-Disk Laser 国際会議

    北島将太朗

    CLEO  2018年5月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  33. Kerr-lens mode-locked Yb3+ -doped Lu3Al5O12 ceramic laser 国際会議

    北島将太朗

    CLEO/EUROPE-EQEC 2015  2015年6月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  34. Kerr-lens mode-locked Yb3+ -doped Lu3Al5O12 ceramic laser 国際会議

    北島将太朗

    The 4th Advanced Lasers and Photon Sources (ALPS)  2015年4月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  35. Highly efficient Yb3+-doped CaF2-LaF3 Ceramic Laser 国際会議

    北島将太朗

    CLEO  2016年6月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  36. High Power Ultrashort Pulse Laser Based On Yb-doped Ceramic Materials 国際会議

    北島将太朗

    Glass and Optical Materials Division (GOMD) Meeting  2018年5月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  37. CW Performance and Temperature Observation of Yb:Lu2O3 Ceramic Laser 国際会議

    北島将太朗

    Advanced Solid State Laser (ASSL)  2017年10月 

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    記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

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  38. CW and Mode-Locked High Power Yb:Lu2O3 Ceramic Laser 招待有り 国際会議

    北島将太朗

    The 13th Laser ceramics Symposium  2017年12月 

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    記述言語：英語   会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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共同研究・競争的資金等の研究課題 2

  1. 微細加工のための高出力・高繰り返し 超短パルス光源開発

    奨励研究助成(若手研究者枠)  

  2. 伝熱工学的アプローチによる極小熱抵抗薄ディスクレーザーの開発

    公益財団法人 池谷科学技術振興財団  公益財団法人 池谷科学技術振興財団2022年度 単年度研究助成 

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科研費 4

  1. 極小の熱抵抗で実現する高密度励起薄ディスクレーザー

    研究課題/研究課題番号：22K14618  2022年4月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 若手研究  若手研究

    北島 将太朗

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    担当区分：研究代表者 

    配分額：4550000円 （ 直接経費：3500000円 、 間接経費：1050000円 ）

    薄ディスクレーザーはその優れた徐熱性能と低非線形性から、現在最も高い出力の超短パルスレーザーを実現できる方式として、様々な応用に用いられている。本研究ではこの薄ディスクレーザー媒質の作製プロセスに焦点を当て、これまでを凌駕する極小の熱抵抗を実現することで、薄ディスクレーザーの更なる励起密度向上とパワースケーリングを目指す。
    具体的には(a)高熱伝導・極薄型利得媒質、(b) 超低熱抵抗接合法、(c) 合成ダイヤモンド製ヒートシンクの3点の技術を開発・採用することで、モジュール全体で0.1 K/cm2Wの熱抵抗、15 kW/cm2の励起密度耐性を目指す。

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  2. 高次機能ナノチューブファイバレーザー光源の開発と先端光計測技術への展開

    研究課題/研究課題番号：20H00350  2020年4月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(A)  基盤研究(A)

    西澤 典彦, 北島 将太朗, 榊原 陽一, 周 英, 山中 真仁, 北島 将太朗, 榊原 陽一, 周 英, 山中 真仁

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    担当区分：研究分担者 

    １．SWNTを用いた高出力超短パルスファイバレーザーの開発
    Tm-Ho共添加ファイバを利得媒質に用い，1.8-2.0um帯に可飽和吸収を示す直径1.6nmのSWNTを可飽和吸収体に用いて，全ファイバ型の高出力な超短パルスファイバレーザーを開発した．Tm-Ho共添加ファイバの採用によって，励起効率を大幅に向上することができた．
    ２．SWNTを用いた全偏波保持デュアルコムファイバレーザーの開発と広帯域デュアルコム分光への応用
    1.55um帯で可飽和吸収特性を示す直径1.25nmのSWNTを用いて，全偏波保持型のEr添加デュアルコムファイバレーザーを開発した．更にその出力を増幅し，スペクトルを拡げて波長1.5um帯に吸収を持つHCNの指紋スペクトルのデュアルコム分光を実現した．システムは長期安定性に優れ，平均化によって信号対雑音比を大きく向上することができた．次に，デュアルコムファイバレーザーの出力を増幅後，波長シフトとスペクトル圧縮を行い，波長1.6～1.7umの広い帯域に渡ってCH4の指紋スペクトルのデュアルコム分光測定を実現した．また，光学系の温度制御と外乱の除去によって，測定系の安定化を図れることを示した．
    ３．スペクトルピーキング現象の発現
    上記の実験の中で，ガスの細い吸収を受けた超短パルスを光ファイバに導波させることで，吸収がピークに周期的に変換される新しい現象を見いだした．更に，数値解析と実験による解析によって諸特性とその原理を明らかにした．この技術は，数百GHzの広い周波数間隔の光周波数コムの生成や特定のコムモードの抽出，光スペクトル標準として有用である．

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  3. 空間波長分布により利得狭窄を抑制した高出力超短パルスレーザーの開発

    研究課題/研究課題番号：20K15192  2020年4月 - 2022年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 若手研究  若手研究

    北島 将太朗

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    担当区分：研究代表者 

    配分額：4030000円 （ 直接経費：3100000円 、 間接経費：930000円 ）

    高出力な超短パルスレーザーは微細精密加工などの産業分野をはじめ幅広い応用があるが、利得狭窄という現象により高い出力と短いパルス幅の両立はこれまで困難とされてきた。本研究ではこの利得狭窄を補償し、フェムト秒 (10-15秒)のパルス幅と高い出力を併せ持った超短パルスレーザーを開発することを目的とする。具体的には共振器中に回折格子を組み込んだ新規コンセプトの利得狭窄抑制レーザー増幅器を提案する。本研究ではまず利得媒質モジュールと励起光学系の開発を行い、次にそれらを用いた増幅器を構築することで本コンセプトの原理実証を行う。
    本研究は利得狭窄を抑制し産業的に有用な高出力超短パルスレーザー光源を可能とする新規手法を提案するものである．数値解析の結果によって設計変更を余儀なくされ，研究期間中には実際の超短パルスレーザー増幅には至らなかった．しかしCW発振にてYb:KREW結晶を用いたレーザーとして最高の出力強度（138 W）を達成したうえ，7 kW/cm2の高い励起強度でも耐性を持つディスクモジュールを開発できたことは，高出力な超短パルスレーザー発振器及び増幅器の開発において大きな価値を持つと考える．今後は得られたディスクモジュールをもとに本来の目的である超短パルスレーザーの増幅とコンセプトの実証を目指す．
    本研究で得られた高出力動作が可能なYb:KLuW薄ディスクレーザーモジュールを用いれば，これまで得られていなかったような広帯域な超短パルスレーザーの発振，増幅が高い出力レベルで達成できる．これらのレーザーは特殊な機械加工など産業用途において有用であるうえ，高いエネルギーを生かして高次高調波発生や非線形分光などの分野においても応用の幅を広げることができる．

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  4. Ｙｂ添加セラミック新材料を用いた薄ディスク超短パルスレーザーの研究

    研究課題/研究課題番号：18J10670  2018年4月 - 2020年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 特別研究員奨励費  特別研究員奨励費

    北島 将太朗

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    本研究では新材料・薄ディスク型レーザー媒質・Kerrレンズモード同期という3つの要素技術の組み合わせにて、幅広い応用に利用可能な従来の出力特性を上回る超短パルスレーザーを実現することを目的とした。
    まず本研究では薄ディスク状レーザー媒質試料の作製から行った。本研究ではYb:Lu2O3セラミック, Yb:LuAGセラミックの2種類を用いた。各試料に研磨、コーティングの加工を施し、本研究室にてヒートシンクへの接合を行った。CWレーザー発振実験においてはそれぞれの材料にて170W以上のレーザー発振に成功し、更に5.5 kW/cm2以上の励起密度耐力を確認した。
    Yb:LuAGセラミック薄ディスクを用いたKerrレンズモード同期レーザー発振実験では平均出力17W、パルス幅130 fsの出力を得た。これはYb:LuAGセラミックに限らずセラミックレーザー全体でも初めての薄ディスクカーレンズモード同期の実証であり、このパルス幅帯としては全ての媒質を含めても世界で2番目の高出力である。また短パルス動作においては88 fsを実現しており、このときスペクトル幅は媒質の持つ利得幅の2.5倍にまで広がっていた。これはレーザー媒質の優れた特性を活かすための適切な共振器設計が行われていることを示す。Yb:Lu2O3セラミックにおいても同様の実験を行い、パルス幅98 fs, 3.7Wの出力を得た。また最短パルス幅86 fsを得た。
    これらの結果は申請段階での研究計画において１年目に行うとした実験を概ね全て達成したと言える。具体的な目標として掲げた「10 W以上、100 fs以下」という出力は得られなかったものの、それぞれを独立には得られており、また17 W, 130 fsという結果を得られたことからも今後光学素子の変更を行うことで早期に達成可能だと考えている。

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担当経験のある科目 (本学) 5

  1. 量子力学及び演習

    2022

  2. 電気電子情報工学実験第1

    2022

  3. 電気電子情報工学実験第2

    2022

  4. 量子力学および演習

    2021

  5. 電気電子情報工学実験第2

    2021

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