位相安定な高強度中赤外光パルスによる高速物性制御とそのサブサイクル分光計測

利用相位稳定高强度中红外光脉冲进行高速物理性质控制及其子周期光谱测量

基本信息

批准号：
22KJ0666
负责人：
山川貴士
金额：
$ 1.41万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

高強度フェムト秒中赤外パルスを励起光とした固体のサブサイクル分光測定による研究を行っている。サブサイクル分光とはポンプ・プローブ分光の一種であり、ポンプ光の電場の周期より短い時間幅のプローブ光を用いるものを指す。本年度は、水素結合型強誘電体を対象に、中赤外パルス照射によって強誘電分極を高速制御することを目的とした研究を行った。まず、プローブ光として使用するための近赤外極短パルス光源を構築した。これまで、プローブ光として非同軸光パラメトリック増幅器のシグナル光である可視7フェムト秒 (fs) パルスを使用してきた。強誘電分極の変化を直接測定するには、プローブ光に対する第二高調波発生を観測することが有効であるが、そのためには近赤外極短パルスが必要であった。そこで、これまで使用していた光源にて副次的に発生するアイドラー光を使用できるように光学系を整備した。アイドラー光の角度分散を補償し、形状可変鏡を用いてパルス圧縮を行うことによって、中心波長1150 nm、時間幅11 fsの近赤外極短パルスの発生に成功した。水素結合型強誘電体クロコン酸に対して、プロトン振動に関係する分子内振動モードを中赤外パルスによって共鳴励起する実験を行った。測定は室温にて行った。ポンプ光は中心周波数60 THz、電場振幅9.0 MV/cmであった。第二高調波発生の強度変化の大きさから、強誘電分極が約20%の振幅で高速変調されたと見積もられた。また、プロトン振動励起によって分極が減少し、それにともなって格子変形が誘起されたと考えられる応答が観測された。

我们正在使用固体的亚周期光谱进行研究，使用高强度飞秒中红外脉冲作为激发光进行研究。亚周期光谱法是一种泵/探针光谱，它是指比泵光的电场周期短的探针光。今年，我们进行了研究，旨在使用氢键键入铁电的中红外脉冲照射高速控制铁电化。首先，构建了近红外超短脉冲光源作为探针光。到目前为止，我们已经使用了可见的7个飞秒（FS）脉冲，这些脉冲是来自非磁性光学参数放大器的信号光作为探针光。为了直接测量铁电偏振的变化，有效观察探针光的第二谐波产生，但是为此，需要一个近红外的超短脉冲。因此，开发了光学系统，以便可以使用迄今为止使用的光源次要的惰轮。通过使用可变形状镜进行惰轮的角度分散并执行脉冲压缩，我们成功地生成了一个近红外的超短脉冲，中心波长为1150 nm，时间宽度为11 fs。进行了一个实验，其中的分子内振动方式与质子振荡相关的分子振动模式在氢键键入的铁电鳄鱼上激发了激发。测量在室温下进行。泵灯的中心频率为60 THz，电场振幅为9.0 mV/cm。基于第二次谐波产生强度变化的大小，据估计，在大约20％的幅度下，将铁电偏振迅速调节。此外，观察到响应是通过质子振荡激励降低了极化，并诱导了所得的晶格变形。

项目成果

期刊论文数量（12）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

1次元モット絶縁体における中赤外パルス励起による非線形光学応答のサブサイクル分光

一维莫特绝缘体中红外脉冲激发非线性光学响应的子周期光谱

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
山川貴士;酒井大輝;大瀧貴史;園直樹;宮本辰也;岡本博
通讯作者：
岡本博

東京大学岡本貴田研究室

东京大学冈本喜多实验室

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Phonon-dressed states in an organic Mott insulator

有机莫特绝缘体中的声子修饰态

DOI：
10.1038/s42005-022-00838-x
发表时间：
2022
期刊：
Communications Physics
影响因子：
5.5
作者：
N. Sono;T. Otaki;T. Kitao;T.Yamakawa;D. Sakai;T. Morimoto;T. Miyamoto and H. Okamoto
通讯作者：
T. Miyamoto and H. Okamoto

中赤外パルスによる水素結合型強誘電体の分極制御とそのサブサイクル分光測定

使用中红外脉冲及其子周期光谱测量氢键铁电材料的偏振控制