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アンテナ－分子－応答場結合系に基づく新奇コヒーレント光源の創出

基于天线-分子-响应场耦合系统的新型相干光源的创建

基本信息

批准号：
15J12325
负责人：
畑遼介
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Osaka Prefecture University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

新奇なエネルギー変換的なコヒーレント光源の理論提案を目的として，補助系-分子-応答場の三体が自己無撞着な相互作用をしている系をモデル化した理論解析を行った。今年度の研究で，補助系として光アンテナと光共振器という二つの系を用い，上方変換型コヒーレント放射機構として応用可能性を議論し，十分応用可能であるという結果を得た。前年度までの研究成果で、光共振器や光アンテナなどの補助系を利用することで２準位系に定常的な反転分布と，上方変換発光の二つが同時に起こることを提案した。この機構は，例えば赤外領域の太陽光を，エネルギー利用しやすい可視レーザー光に直接変換することが期待でき，カーボンフリーな社会への貢献が期待できる。２８年度は，①アンテナ系を複数粒子系に拡張した場合の励起特性，②共振器における出力光特性の解析の議論を行った。新奇なコヒーレント光源としての議論をするために必要な上記の目標を高水準で達成できた。まず，アンテナ系では，複数粒子系の計算を近似的に取り扱うクラスター展開を利用した。その結果，粒子が複数個あった場合においても反転分布状態が形成でき，上方変換的なコヒーレント光放射の可能性が確認された（目標①の達成）。上方変換レーザーという新奇光源への応用が期待できる。また，共振器系を複数粒子系に拡張を行うことで，コヒーレントな協力放射である超蛍光と同様の振る舞いを見せることを示した（目標②の達成）。前年度の研究で構築したモデルに前述のクラスター展開を適応し，入射光を急速に遮断することで，上方変換的な放射が見られた。特に，反転分布が形成されているときに超蛍光が現れることを示した。このことから，共振器系においても，新奇光源への応用可能性を有することがわかった。これらの成果は現在，論文として投稿中である。以上のように，２８年度は研究実施計画に基づいて順調に研究を進めることができた。

The theoretical proposal of the new type of light source is aimed at the theoretical analysis of the collision-free interaction between the auxiliary system and the molecular field. This year's research, the support system and the optical resonator and the second system are used, and the upper conversion type of the radiation mechanism and the possibility of use are discussed. The results are very possible. The research results of the previous year show that the optical resonator can be used for the steady inverse distribution of the optical energy in the 2-level system, and the optical energy in the upper part can be simultaneously generated. Such organizations, for example, are expected to contribute to society by utilizing sunlight in the field of sunlight. In 2008,(1) excitation characteristics in the case of multiple particle systems, and (2) analysis of optical characteristics of resonators were discussed. A new light source is needed to achieve this goal. The calculation of complex particle systems is based on the approximation of particle systems. As a result, the probability of light emission from particles in multiple cases is confirmed (goal 1 is achieved). The above changes the color of the new light source and looks forward to it. The resonator system is composed of a plurality of particles. The previous year's research was conducted on the development of the above-mentioned light sources, and the incident light was rapidly interrupted. In particular, the reverse distribution is formed in the middle of the spectrum. The resonator system has the possibility of using novel light sources. The results of the paper are now published. The above research and implementation plan for 28 years is based on the following research and development plan: