10フェムト秒レーザーによる波束運動の観測と準位交差問題への応用

使用 10 飞秒激光器观察波包运动及其在平交问题中的应用

• 批准号: 11874046
• 负责人: 田中 耕一郎
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11874046/
• 关键词: 超高速分光; フェムト秒; 波束運動; ポンプ・プローブ; コヒーレントフォノン; チャープ; 準位交差問題; 四光波混合; F-センター; アルカリハライド

本研究においては、励起状態における電子や格子の波束運動をチャープ制御した10フェムト秒レーザーを用いたポンプ・プローブ非線型分光法によって観測した。1)10フェムト秒レーザーのパルス特性を把握するためにSHG-FROGの測定系を立ち上げ、実際にチャープ制御した10フェムトパルス光の評価をおこなった。その結果、±40フェムト秒の範囲内で任意のチャープを制御可能であることがわかった。また、プリズム圧縮器のもつ3次の群速度分散のために最短パルスが12フェムト秒に留まることがわかった。2)アルカリ沃化物のFセンターのポンプ・プローブ分光を行った結果、ポンプ光による吸収飽和を観測した。その寿命は10ナノ秒より長く、チャープの正負によらないことがわかった。3)半金属Biにおけるコヒーレントフォノン生成のチャープ依存性を調べた。その結果、パルスをチャープさせると向きに依らず、フォノン生成効率が減少することがわかった。これはBiにおけるフォノン生成過程がDECP理論で説明できることをあらわしている。4)半導体InPにおけるコヒーレントフォノン生成のチャープ依存性を調べた。その結果、負チャープで顕著なフォノン生成功率の増大を見出した。また、過渡反射は正チャープのとき増大し負チャープのとき減少することがわかった。これらの実験事実はチャープ制御された光によりコヒーレントフォノンや励起電子数が制御されたことを表しており、光の位相を利用した物質系の制御につながる可能性がある。本結果に関しては、2001年春の物理学会で口頭発表するとともに、論文を準備中である。

This study に お い て は, excitation state に お け る electronic の や grid beam movement を チ ャ ー プ suppression し た 10 フ ェ ム ト seconds レ ー ザ ー を with い た ポ ン プ · プ ロ ー ブ of linear spectrometry に よ っ て 観 measuring し た. 1) 10 フ ェ ム ト seconds レ ー ザ ー の パ ル ス features を grasp す る た め に SHG - FROG の measurement system on を made ち げ, be interstate に チ ャ ー プ suppression し た 10 フ ェ ム ト パ ル ス light の review 価 を お こ な っ た. そ の results, plus or minus 40 フ ェ ム ト within seconds の fan 囲 で arbitrary の チ ャ ー プ を suppression may で あ る こ と が わ か っ た. ま た, プ リ ズ ム 圧 shrinkage is の も つ three の group velocity dispersion の た め に shortest パ ル ス が 12 フ ェ ム に ト seconds left ま る こ と が わ か っ た. 2) ア ル カ リ walter compound の F セ ン タ ー の ポ ン プ · プ ロ ー ブ spectral line を っ た results, ポ ン プ light に よ る 収 saturated absorption を 観 measuring し た. よ そ の life は 10 ナ ノ seconds long り く, チ ャ ー プ の plus or minus に よ ら な い こ と が わ か っ た. 3) Semi-metallic Biにおけるコヒ におけるコヒ レ トフォノ トフォノ トフォノ トフォノ generates <s:1> チャ プ プ プ dependent を tone べた. そ の results, パ ル ス を チ ャ ー プ さ せ る と to き に in ら ず, フ ォ ノ ン generated が sharper rate reduce す る こ と が わ か っ た. こ れ は Bi に お け る フ ォ ノ ン generation process が で DECP theory explain で き る こ と を あ ら わ し て い る. 4) Semiconductor InPにおけるコヒ, レ, トフォノ, トフォノ generates <s:1> チャ, プ, プ dependent を tones べた. The そ <s:1> result, negative チャ プで顕 プで顕 プで顕 the なフォノ <s:1> generated power <e:1> increases を as shown in the た た. ま た, transition reflection は is チ ャ ー プ の と き raised large negative チ し ャ ー プ の と き reduce す る こ と が わ か っ た. こ れ ら の be 験 things be は チ ャ ー プ suppression さ れ た light に よ り コ ヒ ー レ ン ト フ ォ ノ ン や wound up electronic number が suppression さ れ た こ と を table し て お り, light の phase を using し た material is の suppression に つ な が る possibility が あ る. This result is に related to て, presented orally by the で physical society in the spring of 2001 するとと に に, and the paper is being prepared を.

项目成果

Hideyuki Inouye, Koichiro Tanaka 他3名: "Ultrafast Optical Switching in a Silver Nanoparticle System"Jan.J.Appl.Phys.Part1. 39. 5132-5133 (2000)

Hideyuki Inouye、Koichiro Tanaka 等 3 人：“银纳米颗粒系统中的超快光学开关”Jan.J.Appl.Phys.Part1 39. 5132-5133 (2000)

Takeshi TAYAGAKI and Koichiro Tanaka: "Photoinduced phase transition to a new macroscopic spin - crossover - complexphase"Physical Review Letters. 86. 2886-2889 (2001)

Takeshi TAYAGAKI 和 Koichiro Tanaka：“光致相变到新的宏观自旋 - 交叉 - 复杂相”物理评论快报。

Shin-ichiro HATAOKA,Akihiro ITOH,Ichiro TANAHASHI,and Koichiro TANAKA: "'High density excitation effects of excitons in ZnSe quantum wells by spectrally - resolved four-wave-mixing"Journal of Luminescence. 87-89. 853-855 (2000)

Shin-ichiro HATAOKA、Akihiro ITOH、Ichiro TANAHSHI 和 Koichiro TANAKA：“光谱分辨四波混合对 ZnSe 量子阱中激子的高密度激发效应”发光杂志。

Masanobu SHIRAI,Takeshi TAYAGAKI,Koichiro TANAKA and Ken-ichi KAN'NO: "Hole burning on the time - resolvedoptically - detected ESR spectra of self - trapped excitons in alkali halides"Journal of Luminescence. 87-89. 1090-1092 (2000)

Masanobu SHIRAI、Takeshi TAYAGAKI、Koichiro TANAKA 和 Ken-ichi KANNO：“时间上的烧孔 - 光学分辨 - 检测到碱金属卤化物中自俘获激子的 ESR 光谱”发光杂志。

Tomoaki HASEGAWA, Masanobu SHIRAI and Koichiro TANAKA: "Localizing nature of photo - excited states in SrTiO_3"Journal of Luminescence. 87-89. 1217-1219 (2000)

Tomoaki HASEGAWA、Masanobu SHIRAI 和 Koichiro TANAKA：“SrTiO_3 中光激发态的局域化”《发光杂志》。