二次元電子系における極限的強電場下のキャリアダイナミクスの解明と高次高調波制御

阐明二维电子系统中极强电场下的载流子动力学和高次谐波控制

• 批准号: 20J14615
• 负责人: 佐成 晏之
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Kyoto University
• 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-20J14615/
• 关键词: 非線形光学; 超高速現象; 高次高調波発生

近年、レーザーの高強度化が進み、物質と光を非常に強く相互作用させ極端な非線形光学応答が観測できるようになったことで、固体からの高次高調波発生という現象が注目されている。しかし、励起光によって物質中に発生する非線形電流におけるキャリアダイナミクスと高次高調波発生の相関は未解明な点が多い。そこで本研究では、固体高次高調波発生における非線形電流の超高速ダイナミクスや発生メカニズムの解明および入射する光電場を操作し、二次元的なキャリアの運動を制御することで高次高調波発生の偏光や効率の制御性の解明を行うことを目的として研究を進めている。本年度は、固体における高次高調波の重要な発生源である非線形電流の起源について、ハライドペロブスカイト半導体CH3NH3PbCl3と層状半導体GaSeに対して実験的研究を行った。ペロブスカイト半導体を用いた高調波発生から、励起過程における超高速キャリアダイナミクスを解明し、GaSeを用いた2色直交偏光励起による高次高調波発生の研究からは、二次元的なキャリア運動と高調波の相関を解明した。2色の励起光を相対位相を制御して同時に物質に照射し、高次高調波発生を行う実験系を自身で構築し、マルチプレート法による励起光のパルス圧縮にも取り組んだ。得られた成果は、固体高次高調波発生における非線形電流の発生メカニズムの理解の深化や、高調波の偏光制御や光スイッチングなどの光技術に寄与する。

In recent years, the high intensity of light and matter has been increasing, and the interaction between light and matter has been very strong. The extreme nonlinear optical response has been observed. The phenomenon of high order high frequency wave generation in solid has been noticed. Non-linear current generated in excited light and matter has many unresolved points related to high-order high-frequency wave generation. The purpose of this study is to further the study of the operation and control of the polarization efficiency of high-order high-frequency wave generation by using two-dimensional optical field in the solid-state high-frequency wave generation. This year, the important generation of high-order high-frequency waves in solid state and the origin of nonlinear current are studied. Study on the generation of high-order high-frequency waves in semiconductor applications, the analysis of ultra-high-speed high-frequency waves in excitation processes, and the analysis of correlation between high-frequency high-frequency waves and two-dimensional high-frequency waves in GaSe applications. 2 color excitation light phase control, at the same time, the material irradiation, high-order high-frequency wave generation, the system itself, the method of excitation light, the pressure reduction of the group The results show that the generation of nonlinear current in solid state high-order high-frequency wave generation can be deepened, and the polarization of high-frequency wave can be controlled by optical technology.

项目成果

Role of virtual band population for high harmonic generation in solids

• DOI: 10.1103/physrevb.102.041125
• 发表时间: 2020-07
• 期刊: Physical Review B
• 影响因子: 3.7
• 作者: Yasuyuki Sanari;H. Hirori;T. Aharen;H. Tahara;Y. Shinohara;K. Ishikawa;T. Otobe;Peiyu Xia

２色直交偏光励起による非線形電流の操作と固体高次高調波の制御

使用双色正交偏振激励操纵非线性电流和控制固态高次谐波

• 发表时间: 2020
• 作者: 佐成 晏之;乙部 智仁;金光 義彦;廣理 英基
• 通讯作者: 廣理 英基

位相制御された2色直交偏光励起による固体からの高次高調波発生

通过相控双色正交偏振激发固体产生高次谐波

• 发表时间: 2020
• 作者: 佐成晏之;田原弘量;佐藤駿丞;金光義彦;廣理英基
• 通讯作者: 廣理英基

コヒーレント光生成装置

相干光发生器

• 发表时间: 2020

Modifying angular and polarization selection rules of high-order harmonics by controlling electron trajectories in k-space

• DOI: 10.1038/s41467-020-16875-5
• 发表时间: 2020-06
• 期刊: Nature Communications
• 影响因子: 16.6
• 作者: Yasuyuki Sanari;T. Otobe;Y. Kanemitsu;H. Hirori