光の弱局在系での量子光学現象の研究

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研究によって以下の点が明らかになった。(1)光の弱局在系での共鳴エネルギー移動光の波長程度の空間的構造の揺らぎを持った光の弱局在系に置かれた色素分子の双極子-双極子相互作用が増大することを時間分解分光を用いて明らかにした。増強因子の大きさには、[a]実効的に色素間距離が短くなる効果と、[b]球の共鳴モードを媒介とした双極子-双極子相互作用増強、の2つの効果が同時に効いている事を明らかにした。(2)光の弱局在系でのレーザー動作光の弱局在系においてレーザー動作が可能であるばかりでなく、散乱体の存在しない場合よりもレーザー動作の敷居値が低くなることを認識した。平均自由行程、実験の幾何学的条件、吸収長などを系統的に変化させた実験を行い、拡散近似に基づいた解析と良い一致を得た。(3)共鳴エネルギー移動とレーザー動作の関連色素種類、色素濃度、散乱体の濃度を系統的に変化させた時間分解分光とレーザー動作の敷居値を調べる実験を同時に行い、弱局在系におて散乱体の存在によって双極子-双極子相互作用が強められる実験条件が満たされる時レーザー動作の敷居値が上昇することを実験的に確認した。したがって、散乱体は発振光を空間的に閉じ込めると同時に共鳴エネルギー移動を増大させ、この効果はレーザー動作のモデルを作る上で重要になる。