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テラヘルツ領域室温連続波発振レーザに向けたフォノン系電磁誘起透明化制御機構の開拓

太赫兹区室温连续波振荡激光器基于声子的电磁感应透明度控制机制的开发

基本信息

批准号：
17J05300
负责人：
坂本裕則
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Chiba University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17J05300/
关键词：
フォノン電磁誘起透明化レーザ

项目摘要

数THz～20 THzの室温連続波発振の実現に向けてフォノン系を用いたレーザの動作原理の開拓を行った。フォノン系の課題として従来のレーザにおいて光増幅のために用いられてきたポピュレーション反転分布が形成できないことがあげられる。本研究ではフォノン系電磁誘起透明化を用いた光吸収制御によりポピュレーション反転分布を用いない光増幅機構の利用を検討している。これまでの研究においてフォノン系電磁誘起透明化の基礎原理である2種LOフォノン系の量子干渉が混晶半導体において成立することが示された。今年度、主に光の吸放出に必要な電気双極子の形成について半導体/金属ストライプ構造を用いて研究を進めた。特に、電気双極子形成に伴う誘電関数の周波数分散の変化に着目して評価した。AlN/金属ストライプ構造の偏光赤外反射測定を行った。電界がストライプと垂直である場合にAlNのE1(LO)フォノンエネルギーに共鳴した反射損失が観測された。この周波数ではAlNの表面を透過した光は基板であるSiCとの界面で反射されることおよびストライプ周期は光の波長より大きいことから観測された反射損失は透過や金属ストライプのワイヤーグリッド偏光子としての機能による偏光依存性に起因したものではないと考えられる。また、反射スペクトルのKramers-Kronig変換およびp偏光の測定において観測された界面ポラリトンモードによりLOフォノン共鳴電気双極子の形成に伴う誘電関数の周波数分散の変化が検知された。これらの結果に基づいてGaAs/金属ストライプ構造を加熱することによりGaAsのLOフォノンエネルギーである36 meV　(周波数8.7 THz)　に共鳴した発光が観測された。LOフォノン共鳴電気双極子による光の吸放出とフォノン系電磁誘起透明化はフォノン系において反転分布を用いずに光増幅を行うために必要な動作原理となる。

The development of operation principle of continuous wave transmission at room temperature from THz to 20 THz The problem is that the distribution of light in the system is not uniform. In this study, the application of electromagnetically induced transparency and optical absorption mechanism was discussed. This research is based on the basic principle of electromagnetically induced transparency, and shows that two kinds of LO crystals are formed in quantum semiconductor. This year, the main light absorption and emission necessary for the formation of electric bipolar, semiconductor/metal structure for the use of research progress In particular, the formation of electric dipole is accompanied by the variation of induced current and frequency dispersion. Polarized infrared reflectance measurement of AlN/metal structure In the case of electric field, E1(LO) of AlN is measured by resonance loss. The wavelength of the AlN surface is transmitted to the substrate, and the SiC interface is reflected. The wavelength of the AlN surface is transmitted to the substrate. The polarization dependence of the AlN surface is caused by the polarization dependence of the AlN surface. The measurement of Kramers-Kronig transition and p-polarization in the reflection spectrum is carried out by measuring the interface transition and the variation of the frequency dispersion associated with the formation of resonant electric dipoles. As a result, the GaAs/metal structure was heated to 36 meV (8.7 THz) and the resonance was detected. LO resonance dipole absorption and emission of light