東北大学電気通信研究所研究活動報告 第16号(2009年度)

年度)

著者

東北大学電気通信研究所

雑誌名

東北大学電気通信研究所研究活動報告

巻

16

発行年

2010-10

URL

http://hdl.handle.net/10097/54652

研究活動報告

Annual Report

2009

東北大学電気通信研究所

Research Institute of Electrical Communication, Tohoku University

第

16号（2009年度）

　 Vol.16 　　　　 （二〇〇九年度） 　 東北大学電気通信研究所







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[1] Generation of cross-polarized photon pairs via type-II third-order quasi-phase matched parametric down-conversion [S. Nagano, A. Syouji, R. Shimizu, K. Suizu, H. Ito, and K. Edamatsu: Jpn. J. Appl. Phys. 48, 050205/1-3 (2009)]

[2] Duty ratio dependence of difference frequency generation for millimeter-terahertz wave spectra using periodically poled lithium niobate [K. Suizu, T. Shibuya, S. Nagano, K. Edamatsu, H. Ito, and K. Kawase: Appl. Phys. Express 2, 072301/1-3 (2009)]

[3] Electrical measurement of a two-electron spin state in a double quantum dot [N. Yokoshi, H. Imamura, and H. Kosaka: Phys. Rev. Lett. 103, 046806/1-4 (2009)]

[4] High-flux and broadband biphoton sources with controlled frequency entanglement [R. Shimizu and K. Edamatsu, Opt. Express 17, 16385-16393 (2009)]

[5] ㊂ሶ࡝࠰ࠣ࡜ࡈࠖ̅㊂ሶ߽ߟࠇశሶߩ࿁᛬ߣᐓᷤ̅ [ᷡ᳓੫੺㧦శࠕ࡜ࠗࠕࡦࠬ 20, No. 10, 10-14 (2009)] [6] Generation of entangled photons in semiconductors [K. Edamatsu: Proc. Int. School of Phys. "Enrico Fermi",

Course CLXXI, "Quantum Coherence in Solid State Systems", IOS Press, Amsterdam, 15-31(2009)]

[7] All-optical phase modulations in a silicon wire waveguide at ultra-low light levels [N. Matsuda, R. Shimizu, Y. Mitsumori, H. Kosaka, A. Sato, H. Yokoyama, K. Yamada, T. Watanabe, T. Tsuchizawa, H. Fukuda, S. Itabashi, and K. Edamatsu: Appl. Phys. Lett. 95, 171110/1-3 (2009)]

[8] Measurement of the cross-Kerr nonlinearity induced by a single-photon-level coherenet pulse in a photonic crystal fiber [N. Matsuda, R. Shimizu, Y. Mitumori, H. Kosaka, K. Edamatsu: Proc. 9th Int. Conf. on Quantum Communication, Measurement and Computing, 228-231 (2009)

[9] Coherent transfer of light polarization to electron spins in a semiconductor [H. Kosaka, H. Shigyou, Y. Mitsumori, Y. Rikitake, H. Imamura, T. Kutsuwa, K. Edamatsu: Proc. 9th Int. Conf. on Quantum Communication, Measurement and Computing, 245-248 (2009)]

[10] శሶߣ㔚ሶߩ㊂ሶᖱႎ੤឵ [ዊဈ⧷↵: ᣣᧄ‛ℂቇળ⹹ 65, 2-9 (2010)]













  









  







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[1] S. Kato, H. Harada, R. Funada, T. Baykas, C-S Sum, J. Wang, M A. Rahman, Single Carrier Transmission for Multi-Gigabit 60-GHz WPAN Systems, IEEE J. on Selected Areas in Commun., Vol. 27, No. 8, Oct. 2009.

[2] Hirokazu Sawada, Hiroyuki Nakase, Katsuyoshi Sato, and Hiroshi Harada, A Sixty GHz Vehicle Area Network for Multimedia Communications, IEEE Journal on Selected Areas in Communications, Vol. 27, No. 8, Oct. 2009, [3] Chin-Sean Sum, Xueli An, Zhou Lan, Tuncer Baykas, Junyi Wang, Ryuhei Funada, Mohammad Azizur Rahman,

Hiroshi Harada, Shuzo Kato, A Synchronization-Frame-Aided Interference Mitigation Mechanism for Millimeter-wave WPAN, The 20th Personal, Indoor and Mobile Radio Communications Symposium 2009 (PIMRC’09), Tokyo, Sep. 13-16, 2009,

[4] ട⮮ୃਃ, ኅᐸౝࡢࠗࡗ࡟ࠬࠬ࡯ࡄ࡯ࡉࡠ࡯࠼ࡃࡦ࠼ߩᛛⴚേะ(ၮ⺞⻠Ṷ), ๟ᵄᢙ⾗Ḯࠪࡦࡐࠫ࠙ࡓ 2009, ᧲੩, 2009/6/12.

[5] ട⮮ୃਃ, IEEE802.15.3c ࡒ࡝ᵄ WPAN ᮡḰൻᦨᣂേะ(᜗ᓙ⻠Ṷ), ࡢࠗࡗ࡟ࠬࠫࡖࡄࡦ 2009ޟIEEE802 ࡢ ࠗࡗ࡟ࠬᛛⴚࡈࠜ࡯࡜ࡓޠޔ᧲੩ 2009 ᐕ 7 ᦬ 22-24 ᣣ.

 

  





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