2光子励起光電効果を利用した広波長域高時間分解能サプリング分光法の開発

利用双光子激发光电效应开发宽波长范围高时间分辨率采样光谱

• 批准号: 01550040
• 负责人: 高木 芳弘
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Okazaki National Research Institutes
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1989
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1989 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01550040/
• 关键词: 光電効果; 2光子励起; 自己相関法; 光導電効果; 超短パルスレ-ザ-; ピコ秒

研究計画に従い個体の2光子光電効果を利用した広波長域サンプリング分光法の開発を行った。まず種々の光電材料における2光子光電効果による自己相関および交差相関信号をピコ秒レ-ザ-光を用いて観測した。(1)非線形外部光電効果ー波長に応じてアルカリハライド(CsI,KBr、KCL等)、AgCl,PbI_2、CuI、BiI_3、TlI等をステンレス板に蒸着したものを用いた。まず2光子励起スペクトルを測定し光電効果と吸収スペクトルとの対応を調べ、ピコ秒レ-ザ-光の自己相関波形を観測した。Nd:YAGレ-ザ-光の基本波、2〜5倍波(1μmー0.2μm)を光源としてパルス波形の観測に成功した。またCsIとCuIにおいて交差相関波形を観測した。CuIにおいては第1光子(355nm)で伝導帯への励起が行われ第2光子で光電子放出が行われる過程が調べられ、伝導帯の寿命約200ピコ秒が得られた。最少検出入射パワ-は材料に依存するが、1光子吸収領域でほぼ100kw/cm^2、1光子透過領域で約1Mw/cm^2であった。このような感度、時間分解能、スペクトル特性等の基本特性がほぼわかったので現在、最終目標である色素溶液の発光を2光子光電効果を利用してサンプリングする応用への試みを行っている。尚、実験では主に真空容器に光電材料と電子増倍管を封入して行っているが、より簡便には光電子増倍管がそのまま利用できる。これまでCsSb_3、AgーOーCs(赤外)、CsI(紫外)等のフォトマルブライヤで上記と同様の結果を得た。(2)非線形内部光電効果ーいわゆる光導電効果において2光子励起による信号が検出され、(1)と同様の自己相関信号の観測に初めて成功した。用いた材料はSi、GaAsPフォトダイオ-ドとCdSフォトセルである。Siでは1.9μmのピコ秒光を、GaAsPとCdSでは1.06μmのいずれも赤外光に対して相関法によるパルス波形が観測できた。材料の選択により可紫光でも可能で、従来の高調波発生による自己相関器より安価で操作の容易な相関器が実現できた。

In this study, the development of 2-photon photoelectron spectroscopy in the wavelength domain was studied. Self-related and cross-related signals due to the two-photon photoelectric effects of various optoelectronic materials can be detected in seconds by using light-light. (1)Non-linear external photoelectric effect wavelength: CsI,KBr, KCL, AgCl, PbI_2, CuI, BiI_3, TlI, etc. 2. Photon excitation measurement: optical absorption measurement: optical correlation measurement Nd:YAG laser beam fundamental wave, 2 ~ 5 times wave (1μm ~ 0.2μm) light source and wavelength measurement were successful. CsI and CsI cross correlation waveforms CuI is the first photon (355nm), the excitation of the conduction band, the second photon, the photoelectron emission process, the modulation process, the lifetime of the conduction band is about 200 seconds. The minimum incidence is about 100kw/cm^2 for 1 photon absorption and about 1Mw/cm^2 for 1 photon transmission. Basic characteristics such as color sensitivity, time resolution energy, and color characteristics are used to test the light emission of pigment solutions. The main vacuum container is used to seal the photoelectric material and the electron multiplier tube. The same results were obtained for CsSb_3, Ag ~ O ~ Cs(infrared), CsI(ultraviolet), etc. (2)Non-linear internal photoelectric effect, photoelectric effect, two-photon excitation, signal detection,(1) initial detection of self-related signal Si, GaAsP and CdS are used as raw materials. Si is 1.9μm and CdS is 1.06μm. Material selection allows for violet light generation, high frequency wave generation, and easy operation of the correlator.

项目成果

Yoshihiro Takagi,Tohru Kobayashi,and Keitaro Kobayashi: "Application of TwoーPhotonーInduced Photoconductivity to Ultrashort Optical Pulse Measurement" Applied Physics Letters.

Yoshihiro Takagi、Tohru Kobayashi 和 Keitaro Kobayashi：“双光子感应光电导在超短光脉冲测量中的应用”应用物理快报。

yoshihiro Takagi,Tohru Kobayashi,and Keitaro Yoshihara: "MultiーQuantumーTransition Sampling Spectroscopy for Fast Transient Luminescence Measurement" Laser Spectroscopy IX. IX. 433-435 (1989)

yoshihiro Takagi、Tohru Kobayashi 和 Keitaro Yoshihara：“用于快速瞬态发光测量的多量子跃迁采样光谱”激光光谱 IX 433-435。

Yoshihiro Takagi,Tohru Kobayashi,and Keitaro Yoshihara: "Application of MultiーQuantum Photoelectric Effect to Ultrashort Optical Pulse Measurement" Ultrafast Phenomena VII. VII. (1990)

Yoshihiro Takagi、Tohru Kobayashi 和 Keitaro Yoshihara：“多量子光电效应在超短光脉冲测量中的应用”超快现象 VII。