フォトニック結晶におけるフォトン-フォノン相互作用

光子晶体中的光子-声子相互作用

• 批准号: 10740140
• 负责人: 植田 毅
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10740140/
• 关键词: フォトニック結晶; フォトニックバンド; 格子振動; 透過スペクトル; 光増幅; フォトン-フォノン相互作用; 光-格子振動相互作用

昨年度において、誘電体板が周期的に並ぶ1次元フォトニック結晶において、誘電体板が周期的に振動するときの電場の支配方程式を導き、誘電体板の誘電率が矩形変化する場合に数値計算により、ある条件の下では誘電体板が3層以上あれば結晶全体を振動させただけで入射した振動数の光が共鳴的に増幅されることを見いだしている。しかし、このとき用いた格子振動の振動数は現実的ではなかった。今年度においては、より現実的な状況において入射した振動数の光の共鳴的増幅がどうなるかを中心テーマに研究を行った。数値計算において、格子振動の振動数が実験可能な程度に小さくなると、結晶全体を振動させただけでは増幅が見られなくなることが示された。しかし、同時に格子が異なった位相で振動する場合には入射光が増幅されることも示され、この効果が実現可能であることが示された。この結果は日本物理学会第54回秋の分科会、領域5,1合同セッションにおいて「振動するフォトニック結晶における光の増幅」と題して講演した(講演番号:24pYB-9)。また、増幅される理由を探るために、解析的な考察を行った。格子振動の周波数が非常に小さい場合、支配方程式を格子振動の周波数について展開することにより、解析的に以下のことを示した。格子が全て同じ位相で振動するか、隣り合う格子が逆位相で振動する場合には増幅は起こらない。格子振動は実行的に誘電率の虚部をもたらし、それは誘電体の誘電率、格子振動の振幅、振動数、波数に依存するだけでなく、結晶内の場そのものの性質にも依存する。この虚部が負になるような場合、格子振動を伴ったフォトニック結晶はアクティブな媒体となり、光を増幅する。逆に、光を吸収させることも出来る。この結果は日本物理学会2000年春の分科会、領域5,1合同セッションにおいて「フォトニック結晶における格子振動による光増幅」と題して講演される(講演番号:22pN-12)。現在、NATURE誌に投稿準備中。

去年，在定期安排介电板的一维光子晶体中，当介电板定期振动时，电场的控制方程是在定期振动的情况下，并且在某些条件下进行了数值计算，如果在介电板的介电常数下，则在某些情况下会在某些情况下发生频率，如果在dieL中会在三个或dieL下的频率变化。通过简单地振动整个晶体，可以共鸣。但是，目前使用的晶格振动的频率是不现实的。今年，我们对在更现实的情况下如何在频率光下在频率光中的共鸣放大的主题进行了研究。在数值计算中，表明，如果晶格振动的频率变得足够小，以至于可以实验，则不能简单地通过振动整个晶体观察到放大。但是，还表明，当光栅同时以不同的阶段振动时，入射光会放大，这表明这种效果是可行的。该结果是在日本物理学会第54届秋季小组委员会第54区第5、1个联合会议（讲座编号：24PYB-9）上的题为“振动光子晶体的放大”的讲座。此外，提出了分析考虑以探索放大的原因。当晶格振动的频率很小时，治理方程将扩大到晶状体振动的频率，并在分析上显示以下情况：如果所有光栅在同一相位振动或相邻的光洁度在相对相振动，则不会出现放大。晶格振动有效地导致了介电常数的假想部分，这不仅取决于介电的介电常数，晶格振动的振幅，频率和波数，还取决于晶体内田地本身的性质。当这个假想部分变为阴性时，具有晶格振动的光子晶体变为活性培养基并放大光。相反，它也可以吸收光。该结果将在2000年春季区域5和1联合会议上在日本物理学会的小组委员会介绍，标题为“光子晶体中晶格振动的光放大”（讲座编号：22PN-12）。目前准备屈服于《自然》杂志。