フェムト秒ポラリトンのソリトン的伝搬

飞秒极化子的类孤子传播

基本信息

批准号：
06650046
负责人：
江馬一弘
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Sophia University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は,個体中で光がポラリトンとして伝搬し,かつ非線形定数も波長に依存するような場合のパルス伝搬を記述する方法を確立させ,実際の非線形物質についてフェムト秒領域のポラリトン伝搬特性を理論・実験の両面で調べることにあった。以下,本年度の研究実績をまとめる。(1)非線形感受率として3次の非線形性のみを考慮した周波数領域のパルス伝搬方程式を立て,伝搬を数値計算した。本研究ではフーリエ成分の伝搬方程式を基礎にして周波数領域で伝搬を考えた。物質パラメーターの良く知られたCuClを例にとり,ポラリトン分散を線形分散として与え,励起子共鳴および励起子分子2光子共鳴による3次の非線形感受率を考慮してフェムト秒領域のポラリトン伝搬を数値計算で調べた。その結果,ポラリトン分散を打ち消すような2光子非線形分散が得られることがわかった。これによって,数10ミクロンの距離ならばフェムト秒ポラリトンは波形を崩さずに伝搬することが予想された。(2)試料としてCuClを用いて伝搬特性を実験で検証した。モードロックチタンサファイアレーザーより得られる200fsのパルスを10μmの厚さのCuClに入射し,パルスの透過波形を電場相互相関法で測定した。強度が弱い時は,透過波形はポラリトン分散のため2ピコ秒くらいに広がってしまう。強度を上げていくと,励起子分子の2光子共鳴による非線形分散がポラリトン分散を打ち消すようになり,透過パルスのパルス幅は狭くなりかつ群速度も速くなる。この結果は(1)の数値計算の結果と良く一致しており,本研究で発見されたポラリトンのソリトン的伝搬をデモンストレーションすることができた。

这项研究的目的是建立一种描述脉冲传播的方法，在光传播为个体中的极性子和非线性常数的情况下，也取决于波长，并研究了实际非线性材料（理论和实验方面）femtsecond范围的极性传播特征。以下是今年研究结果的摘要。（1）仅考虑第三阶非线性作为非线性灵敏度，频域中的脉冲传播方程是创建的，并通过数值计算了传播。在这项研究中，根据傅立叶成分的传播方程式考虑了频域中的传播。以线性分散为例，以北极星的分散为例，通过数值计算研究了Polariton分散剂，并考虑了由于激子共振和ICKITON分子的三阶非线性敏感性，并通过数值计算研究了Polariton的繁殖。结果表明，获得了取消偏光量分散体的两光子非线性分散体。这预测，在几十万微米的距离上，飞秒极性的偏振子在不破坏波形的情况下传播。（2）在使用CUCL作为样品的实验中验证了传播特征。从模型的钛蓝宝石激光器中获得的200 FS脉冲在CUCL上以10μm的厚度入射，并且通过电场互相关方法测量脉冲的透射波形。当强度较弱时，由于极化子分散，传输的波形将扩展到约2秒。随着强度的增加，由激子分子的两光子共振引起的非线性分散剂会取消偏光子的分散体，并且传输脉冲的脉冲宽度变窄，组速度增加。该结果与（1）中数值计算的结果非常吻合，并且可以证明本研究中发现的极性子的孤子样繁殖。