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

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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。