時間結晶を用いたレーザー周波数下方変換の基礎理論

利用时间晶体的激光下变频基本理论

基本信息

批准号：
20K03811
负责人：
辻直人
金额：
$ 2.83万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K03811/
关键词：
非平衡時間結晶超伝導光物性レーザー

项目摘要

昨年度に引き続き、固体中での時間結晶の実現、およびそれを用いたレーザー周波数の下方変換技術の開発に向けて解析を行なった。解析の対象としては、不純物を含んだ2次元正方格子上の超伝導体にレーザー光が照射されているモデルを扱った。電子間に働く有効引力相互作用は平均場近似を用いて、不純物散乱は自己無撞着ボルン近似を用いることで時間発展を計算した。レーザーの周波数が超伝導ギャップに対応する周波数より大きい場合に、入射したレーザーの周波数とは異なる周波数で振動する電流成分が発生することがわかった。特に入射光の周波数から超伝導ギャップの分だけ下がった周波数の成分が含まれることが明らかになった。これはレーザー光によって誘起された超伝導ヒッグスモードと入射光が干渉することで現れる誘導ラマン散乱と解釈することができる。関連するテーマとして、レーザー光によって駆動された超伝導体において現れるフロッケ多体状態を解析した。方法としては、BCS理論をフロッケ・ケルディッシュ形式に拡張したものを用いた。その結果、一粒子スペクトルにフロッケサイドバンドや超伝導ギャップとは別のギャップ構造が現れることがわかった。また、電場の周波数が大きい場合に電場駆動によって常伝導相から超伝導相に転移する場合があることが見出された。その他、多バンド超伝導体に現れる光活性なレゲットモードを群論によって分類する理論の構築や、多層超伝導体における集団励起モードの解析などを行った。

在去年之后，进行了分析以实现固体的时间结晶，并使用这种方法开发了一种用于对激光频率下转换的技术。分析目标是模型，其中激光光被照射到含有杂质的二维方晶格上的超导体上。使用平均场近似值计算了电子之间的有效有吸引力的相互作用，并使用自洽的天生近似值计算杂质散射。已经发现，当激光器的频率大于与超导间隙相对应的频率时，在与入射激光器频率不同的频率下振动的电流组件会产生。已经发现，从入射光频率中的超导差距降低了频率成分。这可以解释为当入射光干扰激光光引起的超导HIGGS模式时发生的刺激拉曼散射。作为一个相关主题，我们分析了羊群在激光光驱动的超导体中出现的多体状态。该方法是将BCS理论扩展到flocke-keldysch格式。结果，发现与羊群侧带不同的间隙结构和超导间隙出现在单个粒子光谱中。还发现，当电场较大时，电场驱动可能会导致正常阶段过渡到超导相。此外，我们构建了一种理论，该理论使用组理论在多波段超导体中出现的光活性重新模式进行了分类，并分析了多层超导体中的集体激发模式。