レーザー電場と非線形媒質の対称性の同時操作による高次高調波発生の制御

通过同时操纵激光电场和非线性介质的对称性来控制高次谐波的产生

基本信息

批准号：
20J13541
负责人：
小松原航
金额：
$ 1.34万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J13541/
关键词：
高調波発生位相整合スピン角運動量回転ドップラー効果

项目摘要

本研究を遂行するためには、①「高調波発生のおける伝搬の効果」、および②「偏光制御した高調波発生メカニズムの観測手法の開発」が必須である。以下では、この詳細について述べ、最後に展望について説明する。①「高調波発生における伝搬の効果」については、伝搬の効果を考慮した上での偏光制御を明らかにするために、3 ,4倍波発生を行った。本研究で、スピン角運動量保存則と位相整合の効果が相互作用した場合、生じる高調波の強度がどのようになるのかを実験と数値計算によって確かめた。その結果、スピン角運動量保存則から予想される結果とは全く異なる結果が得られることが予想され、実験で確かめることに成功した。②「偏光制御した高調波発生メカニズムの観測手法の開発」について、固体高調波発生において、回転ドップラーシフトという現象を利用して、高調波発生の非線形過程を分離する手法を提案した。本手法は、特に偏光制御した高調波発生を理解するために重要で、かつ摂動・非摂動領域に関係なく成り立つ汎用的な手法である。この提案した手法に基づいて実験を行い、この手法が有効であることを示した。最後に本研究の展望について述べる。高調波発生をフォトンの保存則から考えることができる理由は、高調波がパラメトリックプロセス、すなわち反応の前後で関与した物理量が保存する過程であることに基づいている。本研究の実験結果は、フォトンの保存則を考えることで見通し良く、そして保存則を考えないと正確に解釈できないことを例証するものである。また、この保存則は高調波の次数、すなわち摂動・非摂動関係なく成立するものである。したがって、本研究の知見は、発生する各々の高調波においてどのような強度で発生するのかを予想できる指針につながると考えられる。

为了进行这项研究，至关重要的是：1）“在谐波生成中传播的效果”和2）“开发极化控制的谐波产生机制的观察方法”。此详细信息将在下面讨论，最后将解释前景。 1）关于“传播在谐波产生中的效果”，进行了3-4个谐波生成以澄清极化控制，同时考虑了传播的效果。在这项研究中，我们验证了实验和数值计算，以确定生成谐波的强度如何在旋转角动量和相位匹配的效果相互作用时如何。结果，可以预测结果将与旋转角动量保护定律预测的结果完全不同，并且我们能够在实验中确认这一点。 ②关于“开发了极化控制的谐波生成机制的观察方法”，我们提出了一种通过利用固态谐波生成中旋转多普勒变化的现象来分离谐波产生非线性过程的方法。该方法对于理解极化控制的谐波产生特别重要，并且是一种通用技术，无论扰动和非扰动区域如何，都可以建立。我们根据这种提出的方法进行了实验，并证明该方法是有效的。最后，我将讨论这项研究的前景。可以从光子保护定律中考虑谐波产生的原因是谐波是参数过程，即反应之前和之后涉及的物理量的过程。这项研究的实验结果表明，考虑光子的保护定律是好的，并且在不考虑保护法的情况下无法准确解释。此外，无论谐波的秩序，即扰动和非扰动，该保护法都具有真实性。因此，这项研究的发现被认为导致了可以预测每种谐波发生什么强度的准则。

项目成果

期刊论文数量（5）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Observation of Rotational Doppler Shift for Harmonic Generation in Solids

DOI：
10.1109/cleo/europe-eqec52157.2021.9542453
发表时间：
2021-06
期刊：
2021 Conference on Lasers and Electro-Optics Europe & European Quantum Electronics Conference (CLEO/Europe-EQEC)
影响因子：
0
作者：
W. Komatsubara;K. Konishi;J. Yumoto;M. Kuwata-Gonokami
通讯作者：
W. Komatsubara;K. Konishi;J. Yumoto;M. Kuwata-Gonokami

固体からの高調波発生における回転ドップラーシフトの観測

固体谐波产生中旋转多普勒频移的观测