励起子共鳴領域に於ける非線形パルス伝搬

激子共振区的非线性脉冲传播

基本信息

批准号：
07640536
负责人：
江馬一弘
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Sophia University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07640536/
关键词：
ソリトン励起子励起子分子フェムト秒パルスポラリトン CuCl

项目摘要

(1)非線形性が分散性を持つ場合のパルス伝搬方程式の確立と数値計算一般に3次の非線形パルス伝搬は非線形シュレディンガー方程式を用いて調べられているが,パルスの持っている周波数広がりの中で非線形性定数が変化する場合は適用できない.本研究ではフーリエ成分の伝搬方程式を基礎にして周波数領域で伝搬を考え,共鳴領域におけるパルス伝搬を解析することに成功した.物質パラメーターのよく知られたCuClを例にとり,ポラリトン分散を線形分散として与え,励起子共鳴および励起子分子2光子共鳴による3次の非線形感受率を考慮してフェムト秒領域のポラリトン伝搬を数値計算で調べたところ,励起子分子2光子共鳴による非線形分散がうまく組合わさると,ソリトン的な伝搬が可能となることが確認された.(2)試料としてCuClを用いて伝搬特性を実験で検証するモードロックチタンサファイアレーザーより得られる200fsのパルスの第2高調波をとり,サンプルとして用いるCuClの励起子共鳴または励起子分子共鳴する波長390nm近傍の超短光パルスを用意した.サンプルの厚さは10μmであり,温度は10Kにおいて伝搬特性を測定した.透過波形の測定には我々が開発した電場相関法を用いた.強度が弱い場合はパルスはポラリトン分散により2ps程度まで広がるが,入射強度を強くしていくと透過波形のパルス幅は細くなり,ある強度でソリトン的な伝搬が実現されていることを確認した.これは(1)の数値計算の結果とも一致した.

(1)非线性存在色散时脉冲传播方程的建立和数值计算一般采用非线性薛定谔方程来研究三阶非线性脉冲传播，但在脉冲的频率扩展范围内，当非线性常数发生变化时则无法应用。在本研究中，基于傅里叶分量的传播方程在频域中考虑传播，并且我们成功地分析了脉冲传播，以材料参数众所周知的CuCl为例，我们将极化子色散视为线性色散，并考虑了激子共振和激子分子双光子共振引起的三阶非线性磁化率。当我们对飞秒区域的极化子传播进行数值研究时，我们发现当激子-分子双光子共振引起的非线性色散很好地结合时，会发生类孤子传播。 (2)以CuCl为样品进行传播特性的实验，以锁模钛蓝宝石激光器获得的200 fs脉冲的二次谐波为样品，制备了波长约为200 fs的超短光脉冲。 390 nm，引起CuCl激子共振或激子分子共振。样品厚度为10 μm。我们测量了10 K温度下的传播特性。我们使用我们开发的电场相关方法来测量传输波形。当强度较弱时，由于极化子色散，脉冲扩展至约2 ps，但当入射强度增大时，我们确认传输波形的脉冲宽度变窄，并且在一定强度下实现了类孤子传播，这也与(1)中的数值计算结果一致。