半導体励起子共鳴領域に於ける光ソリトン

半导体激子谐振区的光孤子

基本信息

批准号：
08640514
负责人：
江馬一弘
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Sophia University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08640514/
关键词：
光ソリトン励起子励起子分子半導体ポラリトン

项目摘要

本研究の目的を達成させるために,以下の項目について研究を行った.(1)試料としてCuClを用いて様々な条件でソリトン伝搬を観測半値幅200fsのパルスを用いて,励起子共鳴領域のパルス伝搬特性を測定した.試料としては,曖昧さをなくすため,最も物質パラメータの知られたCuClのバルク結晶を用いて実験した.波形の測定には,BBO結晶を用いた差周波数測定法を利用した.励起子分子2光子共鳴近傍で入射パルスの波長を変化させて,透過波形を測定したところ,2光子共鳴から少しでもずらすとソリトン的伝搬が崩れることがわかった.この事実より,我々の観測しているソリトンが励起子分子の寄与によるものであることが確認された.また,結晶の厚さを変えて測定したところ,ソリトン伝搬可能な伝搬距離は約10um程度であることがわかった.(2)ポラリトンソリトンとしてソリトン伝搬を解析する本研究では励起子共鳴に完全に共鳴させずに(励起子のLTギャップを覆わずに),少し共鳴よりエネルギーの低い領域でのポラリトン伝搬を問題にした.この領域が非線形デバイスを考える上で最も重要であり,かつ非線形シュレディンガー方程式との対比が付けやすく物理的なメカニズムが明確になるからである.本研究では非線形シュレディンガー方程式をフーリエ変換して,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.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光子共鳴による非線形感受率を考慮して,(1)で得られた実験データを解析し,励起子の緩和や空間分散がソリトン形成にどのように影響するかを明らかにした.

为了实现这项研究的目标，我们进行了以下项目。（1）使用CUCL作为样品在各种条件下观察到的孤子传播。我们使用200 fs的一半宽度测量了激子共振区域的脉冲传播特性。为了消除歧义，我们使用了CUCL的散装晶体，这些晶体具有最著名的材料参数。对于波形，我们使用BBO晶体使用了差异频率测量方法。当我们通过改变两光子共振附近的入射脉冲的波长来测量透射波形时，我们发现，如果我们从两光子共振中稍微移动一点，则类似孤子的传播将被破坏。从这个事实来看，我们观察到的孤子是由于激子分子的贡献。此外，当我们测量晶体的厚度时，可以传播的繁殖距离约为10 um。已经发现存在问题。（2）在这项研究中，将孤子传播分析为polariton孤子，我们不会与激子共振（不覆盖激子的LT间隙）和北极星在能量略低于共振的区域中的繁殖。这是因为该区域在考虑非线性设备方面最重要，并且很容易与非线性Schrödinger方程进行比较，从而使其与物理机制清楚。在这项研究中，我们使用傅立叶会转换非线性schrödinger方程，以根据傅立叶成分的传播方程来考虑频域中的传播。我们将极性分散剂作为线性分散体，并考虑由于激子共振和激子分子两光子共振而引起的非线性敏感性，并分析在（1）中获得的实验数据，以阐明激子弛豫和空间分散体如何影响孤子的形成。