テラヘルツ電磁波発生への応用を目指した有機非線形光学結晶の開発とその物性評価

开发应用于太赫兹电磁波产生的有机非线性光学晶体及其物理性能评估

• 批准号: 07J10537
• 负责人: 藤原 正澄
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Osaka City University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J10537/
• 关键词: テラヘルツ電磁波; 有機非線形光学材料; 差周波発生; カロテノイド; 位相緩和; π電子共役鎖; 第三次高調波発生; 分子超分極率

テラヘルツ電磁波発生に有用な非線形光学結晶の開発に向けて、N-benzyl 2-methyl 4-nitroaniline(BNA)結晶に着目して研究を行った。昨年度の研究成果から、より大型のBNA結晶がTHz波発生に適している事が明らかになったので、結晶の大型化を目指した。その結果、これまでよりも大きな結晶が得られる結晶成長条件を発見し、効率的な大型結晶成長技術を実現した。THz波の常温検出器による検出が可能なレベルまでTHz波強度の増大が実現しており、今後、議論を深めて論文投稿の予定である。さらにテラヘルツ波発生に用いられる有機非線形光学材料は大きな非線形性と共に、超高速光学応答を示す事が知られており、物質の非線形性の起源を解明するためには超高速分光や非線形光学分光による光物性学的な研究が不可欠である。昨年度、有用なπ共役電子系非線形光学材料であるβ-カロテンの共役鎖長が異なる一連の誘導体を有機化学合成法により調製し、非線形光学応答のポリエン型π電子共役鎖長依存性を調べた。分光方法としては過渡回折縮退四光波混合法と第三次高調波発生分光法を用いた。その結果、基底状態にカップルする分子振動の位相緩和が熱浴からの摂動によって主に引き起こされる事を明らかにし、各分子振動モードの位相緩和寿命を決定した。また、これらの物質の非線形性が、最低一光子禁制状態への二光子共鳴ではなく、最低一光子許容励起状態への三光子共鳴によって引き起こされる事を明らかにした。本年度は国際学会での発表と様々な研究者との意見交換をもとに論文を作成し、それぞれの結果をPhysical Review Bに掲載する事ができた。

Born テ ラ ヘ ル ツ electromagnetic 発 に useful な nonlinear optical crystal の open 発 に to け て, N - benzyl 2 - methyl 4 - nitroaniline (BNA) crystallization に mesh し を line っ て research た. Yesterday's annual の research か ら, よ り large の BNA crystallization が THz wave 発 raw に optimum し て い る matter が Ming ら か に な っ た の で, crystallization and enlarged の を refers し た. そ の results, こ れ ま で よ り も big き な crystallization が have ら れ る crystal growth conditions を 発 し, sharper rate な large crystal growth technique を be presently し た. THz wave の room temperature 検 extractor に よ る 検 out が may な レ ベ ル ま で THz wave intensity の raised large が be presently し て お り, in the future, deep discussion を め て paper submitted の designated で あ る. さ ら に テ ラ ヘ ル ツ wave 発 living に use い ら れ る organic nonlinear optical material は big き な nonlinear sex と に, ultra-high-speed optical 応 answer を shown す matter が knowing ら れ て お り, material の nonlinear の origin を interpret す る た め に は ultra-fast spectral や nonlinear optical spectral に よ る light content of sexology な research が not owe で あ る. Last year an electronics nonlinear optical materials, useful な PI service で あ る beta カ ロ テ ン の lock long が total service different な る for の inductor を organic chemistry synthesis に よ り し modulation, nonlinear optics 応 answer の ポ リ エ ン type PI electronic lock long total service dependency を adjustable べ た. Spectral separation methods: と, て, <s:1>, transition, reverse-retreat, four-wave mixing method: と, third high-intensity wave generation spectral separation method: を, use: た. そ の result, basal state に カ ッ プ ル す る molecular vibrations の phase ease が hot bath か ら の, dynamic に よ っ て Lord に き up こ さ れ る matter を Ming ら か に し, the molecular vibration モ ー ド の phase を decided to ease life し た. ま た, こ れ ら の の material nonlinear が, minimum state of a photon banned へ の two photon resonance で は な く, minimum one photon Xu Rongli state へ の three photon resonance に よ っ て lead き up こ さ れ る matter を Ming ら か に し た. This year は international society で の 発 table と others 々 な researchers と の exchange を も と に paper を し, consummate そ れ ぞ れ の results を Physical Review B に first white jasmines load す る matter が で き た.

项目成果

非共鳴励起によるカロテノイド類の超高速光学応答と多光子励起過程

非共振激发类胡萝卜素的超快光学响应和多光子激发过程

• 发表时间: 2007
• 作者: H.Hashimoto;M.Sugisaki;A.T.Gardiner;and R.J.Cogdell;M.Sugisaki;K.Nakagawa;R.Fujli;M.Sugisaki;K.Nakagawa;K.Nakagawa;M.Fujiwara;D.Kosumi;M.Sugisaki;T.Kusumoto;T.Kusumoto;T.Hashimoto;杉崎 満;中川 勝統;山内 健聖;中川 勝統;藤原 正澄;杉崎 満;楠本 利行;青木 一良;小澄 大輔;橋本 知明;中川 勝統;杉崎 満;楠本 利行;小澄 大輔
• 通讯作者: 小澄 大輔

有機非線形結晶BNAを用いた広帯域THz波発生

使用有机非线性晶体 BNA 产生宽带太赫兹波

• 发表时间: 2008
• 作者: S. Osaka;et al.;M.Fujiwara;K.Miyamoto;杉崎 満;藤原 正澄;小澄 大輔;梶川 敬之;青木 一良;中川 勝統;橋本 秀樹;宮本 克彦
• 通讯作者: 宮本 克彦

Spectrally-resolved transient grating signals from β-carotene in benzene solution

苯溶液中 β-胡萝卜素的光谱分辨瞬态光栅信号

• 发表时间: 2009
• 期刊: Phys. Stat. Solidi (c) (in press)
• 作者: M.Sugisaki;M.Fujiwara;S.V.Nair;H.E.Ruda;R.J.Cogdell;and H.Hashimoto
• 通讯作者: and H.Hashimoto

Sub-20 fs time-resolved degenerate four-wave mixing spectroscopy of β-carotene and lycopene

β-胡萝卜素和番茄红素的亚 20 fs 时间分辨简并四波混合光谱

• 发表时间: 2008
• 作者: M. Fujiwara;et al.
• 通讯作者: et al.

Energy dissipation in the ground-state vibrational manifolds of β-carotene homologues: A sub-20-fs time-resolved transient grating spectroscopic study

β-胡萝卜素同系物基态振动流形中的能量耗散：亚 20 飞秒时间分辨瞬态光栅光谱研究

• 发表时间: 2008
• 期刊: Phys. Rev. B 77
• 作者: M. Fujiwara;K. Yamauchi;M. Sugisaki;A. Gall;B. Robert;R.J. Cogdell;H. Hashimoto
• 通讯作者: H. Hashimoto