High harmonic spectroscopy and ultrafast control of material using the polarization gating

高次谐波光谱和使用偏振选通的材料超快控制

• 批准号: 22K03484
• 负责人: 内田 健人
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03484/
• 关键词: 高次高調波発生; 極端非線形光学; 超高速現象

本研究は非線形光学応答の一種である高次高調波発生に利用して固体における非平衡電子状態を計測する新たな超高速分光法を確立することを目的としている。特に、偏光ゲート法を利用して通常の測定では測定困難なスペクトル情報を簡便に取り出せる高次高調波分光システムの構築を目指している。当初の計画では、2022年度は中赤外光の偏光ゲート法用の光学系をマイケルソン干渉計を用いて構築することが目標であった。実際にマイケルソン干渉計を用いた中赤外光のダブルパルス化や電場波形計測系の構築等、計画に沿った研究を進め偏光制御用素子の導入前の段階まで到達した。加えて偏光ゲート光学系の検討をしていく中で、同様の実験光学素子を用いて高調波発生自体を干渉計内部で行うことで、高調波の時間波形が高い精度と信号雑音比で計測可能であるという新たな着想に至たった。この手法は、従来の強度スペクトル情報に加えて位相情報を得ることで実時間上での非平衡電子状態ダイナミクスをより詳細に観測することが可能になり、偏光ゲート法に組み合わせることでより強力な手法となりうる。実際に、高調波干渉光学系を構築し、150アト秒以下の時間分解能で高調波発生の位相情報を取り出せることを確認した。また、薄膜半導体試料における高調波の観測に高次高調波干渉計を適用することで、試料中の励起子が中赤外光電場下で示すエネルギー構造変化を反映した特徴的な高調波実時間波形の観測に成功した。

This study は nonlinear optical 応 a の a で あ る high-profile wave born 発 に using high order し て solid に お け る non-equilibrium state of electronic を measuring す る new た な ultra-high-speed spectrometry を establish す る こ と を purpose と し て い る. に, polarization ゲ ー ト を using し て usually の で は determination difficult な ス ペ ク ト ル simple intelligence を に take り out せ る higher high-profile light wavelength division シ ス テ ム の build を refers し て い る. の original plan で は, 2022 annual は red outside light の polarization ゲ ー ト method with の optics を マ イ ケ ル ソ ン dry involved meter を with い て build す る こ と が target で あ っ た. Be interstate に マ イ ケ ル ソ ン dry involved meter を with い た in red outside light の ダ ブ ル パ ル ス や electric field waveform measuring is の construction of に, projects such as along the っ を た research into the imperial め polarizing system element child の before import の Duan Jie ま で reach し た. Add え て polarization ゲ ー ト optics の beg を 検 し て い く で, with others in の be child を 験 optical element with い て high-profile wave 発 raw autologous を do involved project internal で う こ と で, high-profile wave の high waveform が time い と 雑 sound signal than で measuring may で あ る と い う new た think な に to た っ た. こ の は, 従 の intensity ス ペ ク ト ル intelligence に plus え て phase the intelligence を る こ と で be で time の non-equilibrium state of electronic ダ イ ナ ミ ク ス を よ り detailed に 観 measuring す る こ と が may に な り, polarized ゲ ー ト に group み close わ せ る こ と で よ り powerful な gimmick と な り う る. Be interstate に, dry high-profile wave involved を constructing し, 150 department of light ア following の ト seconds can decompose で high-profile wave 発 の phase raw intelligence を take り out せ る こ と を confirm し た. ま た, thin film semiconductor sample に お け る high-profile wave の 観 に high times high-profile wave measurement dry involved meter を applicable す る こ と で, sample の excitation in the screwdriver が red outer photoelectric で す indicated off-court エ ネ ル ギ ー structure - the を reflect し た な high-profile wave be time waveform of 徴 の 観 に measuring success し た.

项目成果

Pr1-xCaxMnO3の高次高調波発生

Pr1-xCaxMnO3 的高次谐波产生

• 发表时间: 2022
• 作者: 中野愛子;内田健人;富岡泰秀;沖本洋一;田中耕一郎
• 通讯作者: 田中耕一郎

電荷秩序型絶縁体Ti4O7における光ポンプ高次高調波プローブ分光

电荷有序绝缘体 Ti4O7 中的光泵高次谐波探针光谱

• 发表时间: 2022
• 作者: 渡辺雅之;内田健人;田中耕一郎
• 通讯作者: 田中耕一郎

High Harmonic Generation In Mott-Insulating Ca2RuO4

莫特绝缘 Ca2RuO4 中的高次谐波产生

• 发表时间: 2022
• 作者: K. Uchida;G. Mattoni;S. Yonezawa;F. Nakamura;Y. Murakami;A. Koga;P. Werner;Y. Maeno;K. Tanaka
• 通讯作者: K. Tanaka

Mott絶縁体の高次高調波の特異な温度依存性

莫特绝缘体中高次谐波的独特温度依赖性

• 发表时间: 2022
• 作者: 村上雄太;内田健人;古賀昌久;田中耕一郎;Philipp Werner
• 通讯作者: Philipp Werner

ホモダイン高次高調波検出器の開発

零差高次谐波检波器的研制

• 发表时间: 2023
• 作者: 内田 健人;田中 耕一郎
• 通讯作者: 田中 耕一郎