神成 文彦 (カンナリ フミヒコ)

Kannari, Fumihiko

写真a

所属(所属キャンパス)

理工学部 電気情報工学科 (矢上)

職名

教授

メールアドレス

メールアドレス

HP

外部リンク

総合紹介 【 表示 / 非表示

  • 成熟してきた高機能レーザの周波数および空間域の位相特性を計算機制御によって整形することで制御された光と物質の相互作用を実現するための研究。対象としては,分子励起・解離反応,非線型光学波長変換,多光子励起蛍光,非線型光学を用いた光の量子相関,等である。いずれも,フェムト秒レーザパルスの振幅・位相を計算機制御で整形するツールを用いているのが特徴。

経歴 【 表示 / 非表示

  • 1984年09月
    -
    1986年07月

    英国ラザフォード・アプレトン研究所, Laser Division, Research Associate

  • 1986年08月
    -
    1988年03月

    米国スペクトラテクノロジー社, 上級研究員

  • 1988年04月
    -
    1989年03月

    慶應義塾大学理工学部, 電気工学科, 助手

  • 1989年04月
    -
    1993年03月

    慶應義塾大学理工学部 ,専任講師

  • 1991年10月
    -
    1993年09月

    兼慶應義塾大学理工学部理工学情報センター協議会,委員

全件表示 >>

学歴 【 表示 / 非表示

  • 1980年03月

    慶應義塾, 工学部, 電気工学科

    大学, 卒業

  • 1982年03月

    慶應義塾, 工学研究科, 電気工学専攻

    大学院, 修了, 修士

  • 1985年03月

    慶應義塾, 工学研究科, 電気工学専攻

    大学院, 修了, 博士

学位 【 表示 / 非表示

  • 工学, 慶應義塾, 課程, 1985年03月

 

研究分野 【 表示 / 非表示

  • 光工学・光量子科学 (応用光学・量子光工学)

研究キーワード 【 表示 / 非表示

  • スクイーズド光

  • フェムト秒レーザー

  • レーザー物理/工学

  • レーザー計測

  • 超高速イメージング

全件表示 >>

研究テーマ 【 表示 / 非表示

  • 波長多重周波数モード量子相関を用いた量子シミュレータ, 

    2017年10月
    -
    2023年03月

  • InGaN半導体レーザー直接励起モード同期固体レーザー, 

    2013年
    -
    継続中

  • フェムト秒レーザー直描導波路レーザー, 

    2011年
    -
    継続中

  • 超広帯域光パルスを用いた超高速プラズモン‐ポラリトンの時空間コヒーレント制御, 

    2008年
    -
    継続中

  • プラセオジムイオンドープ固体レーザ‐, 

    2008年
    -
    継続中

全件表示 >>

共同研究希望テーマ 【 表示 / 非表示

  • フェムト秒レーザを用いたコヒーレント制御研究 (例)分子内エネルギー緩和制御,CARS分光

    大学等の研究機関との共同研究を希望する

  • 半導体薄膜,半導体デバイスの結晶成長欠陥,歪による欠陥等の微細分布をフェムト秒レーザを用いて2次元的にイメージングする研究

    産学連携、民間を含む他機関等との共同研究等を希望する,  希望形態: 共同研究

 

著書 【 表示 / 非表示

  • Laser Ablation - From Fundamentals to Applications

    Keiichi Nakagawa, Takakazu Suzuki,Fumihiko Kannari, IN TECH, 2017年12月

    担当範囲: Chapter 6: Sequentially Timed All-Optical Mapping Photography for Real- Time Monitoring of Laser Ablation: Breakdown and Filamentation in Picosecond and Femtosecond Regimes

  • 先端光科学入門 Vol.2

    大石 裕,神成文彦, 強光子場科学研究懇談会, 2011年03月

    担当範囲: 35-45

     概要を見る

    先端光科学実験用の教材として,フェムト秒レーザーパルスの整形と振幅・位相計測実験について詳細に解説を行った。整形は,2次元空間光変調器を用いた反射型2f光学系を用い,計測には周波数干渉計測を用いている。

  • Lectures on Ultrafast Intense Laser Science 1

    KANNARI FUMIHIKO, Springer, 2011年01月

    担当範囲: 135-174

     概要を見る

    フェムト秒レーザーの波形整形技術の原理,デバイス,設計アルゴリズム,時空間結合,レプリカパルスについて詳細に解説し,応用として分子解離フラグメンテーション制御,2光子励起蛍光を例にとってその実験データを記述した。

  • 光科学研究の最前線2

    神成 文彦, 強光子場科学研究懇談会, 2009年11月

    担当範囲: 122

     概要を見る

    フェムト秒レーザーの振幅,位相整形技術とその応用に関する研究動向を解説した

  • 強光子場科学の最前線2

    神成 文彦, 強光子場科学研究懇談会, 2009年10月

    担当範囲: 35-50

全件表示 >>

論文 【 表示 / 非表示

  • Single-shot ultrafast burst imaging using an integral field spectroscope with a microlens array

    Nemoto H., Suzuki T., Kannari F.

    Optics Letters (Optics Letters)  45 ( 18 ) 5004 - 5007 2020年09月

    研究論文(学術雑誌), 査読有り,  ISSN  01469592

     概要を見る

    © 2020 Optical Society of America To fully utilize the functions of a center-wavelength-sweeping pulse train generated by a free-space angular-chirp-enhanced delay optical layout for a probe laser pulse in sequentially timed all-optical mapping photography (STAMP), we introduced an integral field spectroscopy (IFS) method using a microlens array (MLA) to produce hyperspectral images, referring to the technique as lens array (LA)-STAMP. Compared with the previous STAMP utilizing spectral filtering where a bandpass filter generated hyperspectral images, LA-STAMP achieved much higher optical throughput. In a prototype setup, we used a 60 × 60 MLA and demonstrated single-shot burst imaging of a femtosecond laser-induced ablation process on a glass surface with 300 ps frame intervals in a 1.8 ns time window. Each frame image was constructed by assembling spectrally dispersed 36 × 36 monochromatic segments distributed by each lenslet on 5 × 5 pixels of a CCD camera. The spatial resolution was ∼4.4 µm, which was determined by the MLA’s pitch and the magnification of the microscope lens. We limited the number of frames to seven in this prototype setup, although it can be scaled to ∼24 with a spatial resolution of ∼1 µm by designing IFS with a fine pitch MLA.

  • 640-nm Pr:YLF regenerative amplifier seeded by gain-switched laser diode pulses

    Hara Y., Fujita S., Shioya Y., Kannari F.

    Applied Optics (Applied Optics)  59 ( 17 ) 5098 - 5101 2020年06月

    研究論文(学術雑誌), 査読有り,  ISSN  1559128X

     概要を見る

    © 2020 Optical Society of America We demonstrated the regenerative amplification of picosecond laser pulses generated by a gain-switched laser diode at 640 nm with a Pr:YLF crystal that was continuously pumped by a multimode blue laser diode. A 0.7-pJ seed pulse energy sufficiently suppressed the self-oscillation in the amplifier. The amplified pulse energy reached 33 µJ at a repetition rate of 10 kHz. The spatial beam quality was nearly TEM00. We also demonstrated second- and third-harmonic generation and obtained 320- and 213-nm pulse energies of 18 and 0.83 µJ at 10 kHz.

  • Output characteristics of Pr:YAlO<inf>3</inf> and Pr:YAG lasers pumped by high-power GaN laser diodes

    Fujita S., Tanaka H., Kannari F.

    Applied Optics (Applied Optics)  59 ( 17 ) 5124 - 5130 2020年06月

    研究論文(学術雑誌), 査読有り,  ISSN  1559128X

     概要を見る

    © 2020 OSA - The Optical Society. All rights reserved. We investigated whether Pr:YAlO3 and Pr:Y3Al5O12 (YAG) can work as gain media for high-power visible lasers and replace trivalent praseodymium (Pr)-doped fluoride crystals, with particular focus on thermal loading resistivity. Pr:YAlO3 exhibits a high laser gain at 747 nm, and we obtained a maximum output power of 1.2 W and a slope efficiency of 26.7% with high-power GaN laser diode pumping. Excited state absorption and large phonon energy hinder laser oscillation of Pr:YAG at room temperature. We obtained 616 nm laser oscillation of Pr:YAG at 40 K. Furthermore, we achieved a visible laser with Pr:YAG ceramics for the first time. The maximum output power is ∼30 mW with a slope efficiency of ∼0.7%.

  • Extension of time window into nanoseconds in single-shot ultrafast burst imaging by spectrally sweeping pulses

    Nemoto H., Suzuki T., Kannari F.

    Applied Optics (Applied Optics)  59 ( 17 ) 5210 - 5215 2020年06月

    研究論文(学術雑誌), 査読有り,  ISSN  1559128X

     概要を見る

    © 2020 Optical Society of America We achieved single-shot 2D-burst imaging with a ∼22 ps temporal resolution in a nanosecond time window using sequentially timed all-optical mapping photography with a spectral filtering (SF-STAMP) scheme, where a single snapshot of spectral images measured with a linear frequency chirped laser pulse forms time-resolved snapshots. We combined a pulse-stretching scheme of a free-space angular-chirp-enhanced delay (FACED) composed of a pair of tilted mirrors and a 4f -system. With a 4f -FACED system, we generated collinearly propagating burst laser pulses with a different center wavelength and a tunable time interval and demonstrated single-shot burst imaging with a 303 ps interval in a 1.5 ns time window by an SF-STAMP with spectrally sweeping probe pulses.

  • 1000-fps consecutive ultrafast 2D-burst imaging with a sub-nanosecond temporal resolution by a frequency-time encoding of SF-STAMP

    Suzuki T., Nemoto H., Takasawa K., Kannari F.

    Applied Physics A: Materials Science and Processing (Applied Physics A: Materials Science and Processing)  126 ( 2 )  2020年02月

    研究論文(学術雑誌), 査読有り,  ISSN  09478396

     概要を見る

    © 2020, Springer-Verlag GmbH Germany, part of Springer Nature. We demonstrated real-time, in-situ operation of a single-shot, frequency-time-encoding burst imaging method of sequentially timed all-optical mapping photography utilizing spectral filtering (SF-STAMP) by employing a high-speed camera with the frame rate of a 1000 fps as a detector. We obtained single-shot burst images of a pulse-by-pulse femtosecond laser ablation of a glass by a chirped probe laser pulse with a 1–2-ps frame interval or by a spectrally sweeping burst laser pulse train with a 300-ps interval. We observed burst images of plasma generation during the early stage of laser ablation in a glass with a short frame interval by a chirped probe laser pulse. We also captured burst images of plume and shock-wave generation in air with a 1.5-ns observation time window by a spectrally sweeping probe laser pulse train.

全件表示 >>

KOARA(リポジトリ)収録論文等 【 表示 / 非表示

全件表示 >>

総説・解説等 【 表示 / 非表示

  • 周波数チャープパルスを用いたスペクトラルイメージングによるシングルショット25フレーム超高速撮影

    鈴木 敬和,肥田 遼平,山口 勇輝,神成 文彦

    レーザー研究 45 ( 6 ) 333 - 338 2017年06月

    総説・解説(学術雑誌), 共著

  • Sequentially Timed All-optical Mapping Photography ―超高速現象の可視化のための光学式イメージング―

    中川桂一,鈴木敬和,神成文彦

    可視化情報 37 ( 145 ) 26 - 31 2017年04月

    総説・解説(学術雑誌), 共著

     概要を見る

    筆者等のオリジナルである周波数チャープしたフェムト秒レーザーを用いた単ショット超高速バーストイメージング法の原理と超高速現象の計測例を解説した。

  • 展望「レーザー工学⇔レーザー光学」

    神成 文彦

    O plus E (アドコム・メディア(株))  39 ( 1 ) 42 - 44 2016年12月

    総説・解説(商業誌、新聞、ウェブメディア), 単著

     概要を見る

    レーザー開発研究動向を1~4世代に分類し、最近のIoTの社会動向を背景にしたレーザー研究の第5世代はどういったものかについて個人的な私見から解説を行った。

  • 可視InGaN半導体レーザー励起固体レーザー開発の進展

    神成 文彦

    応用物理 (応用物理学会)  85 ( 10 ) 856 - 862 2016年10月

    総説・解説(学術雑誌), 単著

     概要を見る

    InGaN半導体レーザーの高出力化を背景に、近年高出力化と高機能化が可能となったPr:YLF可視域レーザーおよびTi:Al2O3フェムト秒レーザーについて研究動向と、我々のグループの最新の研究結果を解説した。

  • 超高速プラズモン応答関数計測に基づいたプラズモン時空間制御

    神成文彦、藤間一憲、正木雄太、草場美幸、大西秀太郎、大井潤

    レーザー研究 43 ( 5 ) 297 - 301 2015年05月

    総説・解説(学術雑誌), 共著

     概要を見る

    フェムト秒レーザ励起局所プラズモンおよび表面プラズモンポラリトンの時間特性が、計測されたプラズモン複素応答関数に基づいて決定論的に整形可能なことを実験から明らかにした。

全件表示 >>

研究発表 【 表示 / 非表示

  • 波長掃引超高速レーザパルス列を用いた透明固体材料中のレーザ誘起 応力波ダイナミクスのシングルショット2次元バーストイメージング

    松下一輝,鈴木 敬和,山口 勇輝,根本 寛史,神成 文彦

    第56回応用物理学会春季学術講演会 (東京工業大学大岡山キャンパス) , 2019年03月, 口頭(一般), 日本応用物理学会

     概要を見る

    単一ショットバーストイメージング法SF-STAMPの時間窓を拡大し,衝撃波やアブレーションプルーム等をシングルショットで観測するために,傾斜ミラー対の多重反射を利用して自由空間でパルス幅の伸張を行う光学系FACEDを応用し,300 ps間隔のパルス列を生成し,撮影可能な時間窓を数nsまで拡大した。

  • SF-STAMPを用いた超高速現象シングルショットテラヘルツイメージング

    高澤 一輝,鈴木 敬和,山口 勇輝,根本 寛史,谷 正彦,北原 英明,神成 文彦

    第56回応用物理学会春季学術講演会 (東京工業大学大岡山キャンパス) , 2019年03月, 口頭(一般), 日本応用物理学会

     概要を見る

    従来のテラヘルツ波イメージング法であるEOサンプリングとSTAMPを組み合わせることで,テラヘルツ波領域シングルショット超高速イメージング法の開発を行った。

  • InGaN-LD励起640-nm ピコ秒パルスPr:YLF再生増幅器

    藤田 将吾,杉山 直仁,神成 文彦

    第56回応用物理学会春季学術講演会 (東京工業大学大岡山キャンパス) , 2019年03月, 口頭(一般), 日本応用物理学会

     概要を見る

    我々は可視・紫外域短パルスレーザの高出力化に向け,Pr3+:LiYF4 (YLF) 結晶を用いた波長640 nmの再生増幅器を構築し,その増幅特性を明らかにした。

  • 超高速SPPナノ集光を用いたナノグラフェン細線作製

    松田 拓己, 富田 恵多, 神成 文彦

    第56回応用物理学会春季学術講演会 (東京工業大学大岡山キャンパス) , 2019年03月, 口頭(一般), 日本応用物理学会

     概要を見る

    パターニング幅が回折限界以下のrGOを実現する手法として, 回折格子を刻んだ金属テーパチップに励起された表面プラズモンポラリトン(SPP)パルスを先端部でナノメートルサイズに集光できる“SPPナノ集光”に注目した. 波長800 nmのフェムト秒レーザパルスを用いると,3光子過程で還元が可能でありフェムト秒SPPパルスでも強度的には可能である。また, 同一装置でSPPパルスを用いた選択的CARS計測をすることによってGO還元化のその場観察と評価も同時に行なうことが可能になる.

  • 波形整形された超短単一光子パルスを用いた周波数域線形光量子回路 の実現

    保坂 有杜,富田 雅也,逵本 吉朗,新村 星太郎,大見 聡仁,和久井 健太郎, 藤原 幹生,鹿野 豊,武岡 正裕,神成 文彦

    第56回応用物理学会春季学術講演会 (東京工業大学大岡山キャンパス) , 2019年03月, 口頭(一般), 日本応用物理学会

     概要を見る

    光回路の集積化の手法 として波長分割多重方式に注目し,この方式を光線形量子回路に応用する新しい手法を提案した.さらに、その最も簡単な例として波長分割多重回路による Hong ong-Ou -Mandel Mandel干渉 の実証実験を行った。

全件表示 >>

競争的資金等の研究課題 【 表示 / 非表示

  • 量子イルミネーション法による赤外域単一ショット全光学超高速連写イメージング計測

    2019年04月
    -
    2022年03月

    文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 神成 文彦, 基盤研究(B), 補助金,  代表

  • シングルショットTHz波ハイパースペクトルイメージング

    2017年06月
    -
    2019年03月

    文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 神成 文彦, 挑戦的研究(萌芽), 補助金,  代表

  • 周波数コムのモード間量子相関制御による大規模クラスタ状態の生成

    2015年04月
    -
    2017年03月

    文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 神成 文彦, 挑戦的萌芽研究, 補助金,  代表

     研究概要を見る

    超短パルスレーザーが光ファイバを伝播する際の主として4波混合過程を利用して、ファイバ出射後の広帯域スペクトルの周波数モード間に量子論的相関が発生可能である。
    まず、広帯域スペクトルを固有値分解解析し、直交固有関数(シュミッドモード)を摘出するためのマルチ周波数モード間量子相関解析理論を新たに構築した。その結果、ゼロ分散波長でのファイバ伝播においては、高次の周波数モードまでの高いスクイージングが得られることを明らかにした。
    さらに、ファイバ入射パルスのスペクトル位相を最適化制御することにより、4つのスペクトル帯それぞれをモードとしたあらゆる形状の4モードクラスター状態が達成できることを実証した。

  • プラセオジムドープ固体レーザーによる可視・深紫外域高輝度コヒーレント光源の一新

    2014年04月
    -
    2017年03月

    文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 神成 文彦, 基盤研究(B), 補助金,  代表

     研究概要を見る

    青色半導体レーザー(LD)励起プラセオジム(Pr)3価イオンドープフッ化物レーザーの高出力化および共振器内2倍波発生(SHG)により、1ミクロン帯レーザーの2~4倍波で対応されていた可視および深紫外波長域のコヒーレント光源を一新するための要素技術開発とレーザー出力スケーリング実証を行った。3.5 Wの励起LD4台を用い、赤(4.8W)、緑(1.8W)の高出力CWレーザー動作、能動Qスイッチ動作(1W, 5kHz)と共振器内SHG(60mW, 7.7kHz)、高繰り返し受動Qスイッチ操作(1.2W, 105kHz)とSHG(76mW、50kHz)、さらにはじめてCWモード同期発振を実現した。

Works 【 表示 / 非表示

  • 「光エレクトロニクス」大学院講義用power point教材

    神成 文彦

    2002年
    -
    継続中

    その他, 単独

  • 「量子工学」全10章講義用power point教材

    神成 文彦

    2001年
    -
    継続中

    その他

  • やさしい光技術

    神成 文彦

    1998年
    -
    継続中

    その他

     発表内容を見る

    中高校生向けの光技術解説書

  • ビデオ教材「電気学I, II」(各60分)

    神成文彦

    1996年
    -
    継続中

    その他, 単独

     発表内容を見る

    Professional Engineer受験対策用としてのビデオ講義教材。電気回路,電子回路について計120分の講義を収録。

受賞 【 表示 / 非表示

  • 平成25年度特別研究員等審査会専門委員(書面担当)表彰

    2014年09月, 日本学術振興会

    受賞区分: その他の賞,  受賞国: 日本

  • レーザー学会 レーザー研究論文賞

    神成 文彦, 2010年05月, 高強度レーザー利用のための時空間レーザーパルス制御技術

  • 電気学会C部門貢献賞

    神成 文彦, 2006年09月, (社)電気学会

    受賞区分: 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

     説明を見る

    電気学会C部門における調査専門委員会の活性化に貢献

  • レーザー学会 レーザー研究論文賞

    神成 文彦, 1992年07月, レーザー学会, 「157nmF2レーザー」

  • 電気学会 論文発表賞

    神成 文彦, 1992年04月, 電気学会, 「短パルスエキシマレーザのコヒーレント増幅」

全件表示 >>

 

担当授業科目 【 表示 / 非表示

  • 電気情報工学輪講

    2020年度

  • 量子工学

    2020年度

  • 物理学D

    2020年度

  • 物理学C

    2020年度

  • 光デバイス工学

    2020年度

全件表示 >>

担当経験のある授業科目 【 表示 / 非表示

  • 高エネルギー工学

    慶應義塾大学理工学部電気工学科, 2018年度

  • 電気回路基礎

    慶應義塾大学理工学部電気工学科, 2018年度

  • 電気電子工学実験

    慶應義塾, 2016年度, 秋学期, 専門科目, 実習・実験, 専任, 4時間, 72人

  • 光デバイス工学

    慶應義塾, 2016年度, 秋学期, 専門科目, 講義, 専任, 2時間, 60人

  • 物理学D

    慶應義塾, 2016年度, 秋学期, その他, 講義, 専任, 4時間, 250人

全件表示 >>

 

社会活動 【 表示 / 非表示

  • 藤原科学財団  藤原賞選考専門委員会主査

    2012年04月
    -
    2015年03月
  • The 6th International Workshop on Femtosecond Tech

    1998年06月
    -
    1999年07月
  • (財)光産業技術振興会 新規開発事業審査委員会

    1998年06月
    -
    1999年05月
  • (財)光産業技術振興会 平成9年度光産業動向調査委員会第4部会(レーザエネルギー応用)

    1997年06月
    -
    1998年03月
  • SPIE LASE'97 Conference,Symposium of Laser Modelin

    1996年09月
    -
    1997年01月

全件表示 >>

所属学協会 【 表示 / 非表示

  • 電子情報通信学会 超高速光エレクトロニクス時限研究専門委員会, 

    2013年03月
    -
    2019年02月
  • 電子情報通信学会 超高速光エレクトロニクス時限研究専門委員会, 

    2011年03月
    -
    2013年02月
  • レーザー学会「レーザーディスプレイ技術」専門委員会, 

    2009年04月
    -
    継続中
  • 日本光学会レーザーディスプレイ技術研究グループ, 

    2008年10月
    -
    2012年03月
  • (財)光産業技術振興会 新規開発事業審査委員会, 

    2007年06月
    -
    2012年03月

全件表示 >>

委員歴 【 表示 / 非表示

  • 2016年08月
    -
    2017年05月

    Program Committee/ Steering Committee Chair of the Steering Committee, 6th Advanced Lasers and Photon Sources Symposium

  • 2016年05月
    -
    2017年05月

    a committee member for the CLEO:2017 S&I8 Subcommittee, CLEO (International Conference of Laser and Electro-Optics)

  • 2015年08月
    -
    2016年05月

    Program Committee/ Steering Committee Chair of the Steering Committee, 5th Advanced Lasers and Photon Sources Symposium

  • 2015年06月
    -
    2019年03月

    「さきがけ」光の極限制御・積極利用と新分野開拓 領域アドバイザー, 科学技術振興機構

  • 2014年08月
    -
    2015年04月

    Program Committee, 4th Advanced Lasers and Photon Sources Symposium

全件表示 >>