研究概要

小林研究室では量子エレクトロニクス、特に最先端レーザーの研究開発とその応用研究を行っています。 レーザーを自由に設計し開発することにより今までになかった新しい分光法を開拓していきます。

レーザーが発明されて40年間、スペクトル純度を究極に上げてゆく方向性と、パルス幅を極限まで短くする（スペクトル幅を広げることに相当します）方向性と、 まったく逆の二つの方向を向いてレーザーテクノロジーは発展してきました。前者からは原子分子の超精密分光、原子冷却、ボーズアインシュタイン凝縮などへと発展しました。

一方、時間幅を追求した分野ではフェムト秒パルスによる超高速現象の解明や、 高いピーク強度を使って非常に高次の非線形効果を起こす高強度物理が発展しました。

2000年にこれら逆を向いていたテクノロジーが融合され、新たな展開を迎えることになりました。 周波数領域では光周波数コムがcwレーザーとフェムト秒レーザーとの融合によりでき、時間領域ではレーザーパルスの光位相（キャリア位相）がコントロールできるようになったのです。

これにより、光位相が精密に制御された極短パルスレーザーによる高次の非線形光学効果を駆使した光科学がこれから発展すると考えられます。 小林研究室ではこの光科学の新展開をさらに発展させ新たな研究分野を築いていこうとしています。

例えば、光格子時計用光周波数コムの研究、高次高調波による広帯域非線形分光、 高強度－超精密分光、コヒーレントXUV分光から、分子の精密分光、星の精密分光、高次高調波による精密光電子分光法の開拓まで、応用範囲は実に広い分野にまたがります。

レーザーの種類、応用範囲が多岐にわたるため世界中と共同研究しています。東大以外では特に米国標準研究所(NIST)やドイツマックスプランク光量子研究所(MPQ)と仲良く競っています。