量子機能工学

About关于研究室

光で音をつくり、音で物質を見る。

量子機能工学研究室は、超短パルスレーザーで物質の中に音をつくり、その伝わり方を観測しています。
人の耳で聞こえる音よりはるかに周波数の高い超音波を使うと、とても細かい構造や硬さが分かります。
結晶の表面に広がる波紋を動画で撮ったり、フォノニック結晶や音響メタマテリアルで音の進み方を制御したりしています。
原子間力顕微鏡を使ったナノスケールの振動の検出や、超高速の電子・熱の拡散の観測にも取り組んでいます。

Research研究课题

超短パルスレーザーでピコ秒という短い音のパルスをつくり、別のレーザーでその伝わり方を観測しています。結晶の表面に広がる波紋の動画撮影から、フォノニック結晶や音響メタマテリアルによる音の制御まで、音を見て操る研究を進めています。

※示意图

トポロジカルな振動の伝わり方↗

トポロジカル絶縁体と同じ性質は、光や音のような古典的な波でも起こせます。ステンレス板をレーザーで切り出した2次元の波動マシンを作り、境界に沿ってだけ振動が伝わるトポロジカル波動ガイドを、目に見える形で実証しました。

※示意图

ピコ秒超音波トモグラフィ↗

ピコ秒の音のパルスは長さが0.1マイクロメートル以下しかありません。ガラスの半球に付けたアルミニウム膜に赤外レーザーを当てて音のパルスをつくり、試料を回しながら多方向から測って、ガラスの中を進む音の形をコンピュータで再構成します。

※示意图

透明な物質の硬さを測る↗

ピコ秒の音のパルスは可視光の波長より短く、光を反射する半透明の鏡としてはたらきます。反射光の変化から音速を求める手法に、対物レンズで光の入射角を変える工夫などを加え、広い周波数の音をとらえられるようにしました。

※示意图

迷路ボールで音を止める↗

中国のグループとの共同研究で、3Dプリンタの部品を貼り合わせた玉ねぎのような多層の迷路ボールを作りました。これを筒に入れると、断面のわずかな部分しか塞いでいないのに、音の強さの多くを通さないことを示しました。

Voices学长学姐的评价

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