Development of opto-thermal phonon transducer driven by semiconductor laser
半导体激光器驱动光热声子换能器的研制
基本信息
- 批准号:11555020
- 负责人:
- 金额:$ 5.63万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (B).
- 财政年份:1999
- 资助国家:日本
- 起止时间:1999 至 2000
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Recently, we developed a new technique to excite high frequency coherent phonon in soft materials using semiconductor lasers. The output of the semiconductor laser is periodically modulated and the laser light illuminates a metal thin film fabricated on the solid substrate. The periodical thermal expansion thus induced in the film excites the mechanical vibration, which emits the coherent ultrasonic wave into the medium contacting with the metal film transducer. In this study, we successfully fabricated a new phonon transducer whose frequency band ranges from 1 MHz up to several hundreds of MHz. The transducer was employed as a phonon source for the ultrasonic spectroscopy measurement. The intensity of the induced phonon by the opto-thermal transducer is about 10,000 times larger than that of the thermal phonon. The sensitivity and the accuracy of the light scattering measurement of the phonon propagation was remarkably improved.We also tried to induce other excitation mode in the medium with lasers, such as the alignment of the molecular orientation. When the laser beam with linear polarization is incident to the liquid sample composed of anisotropic molecules, the molecular orientation is aligned into the direction of the optical polarization due to the Kerr effect. The induced molecular orientation can be sensitively observed with the technique of the optical ellipsometry. We developed a new optical system with the co-axial configuration of the pump and probe lasers. The system enables us to measure quantitatively the optical Kerr constant of various soft materials.The techniques of optical excitation of phonon is now applied to the another experiment of the observation of the Mountain component, which gives the direct information on the ultrasonic relaxation in high frequency range.
最近,我们开发了一种使用半导体激光器在软材料中激发高频相干声子的新技术。半导体激光器的输出被周期性调制,激光照射在固体基底上制作的金属薄膜。由此在薄膜中引起的周期性热膨胀激发机械振动,从而将相干超声波发射到与金属薄膜换能器接触的介质中。在这项研究中,我们成功制造了一种新型声子换能器,其频带范围从 1 MHz 到数百 MHz。该换能器用作超声波光谱测量的声子源。光热换能器产生的感应声子的强度比热声子的强度大约大10000倍。声子传播的光散射测量的灵敏度和精度得到显着提高。我们还尝试用激光在介质中诱导其他激发模式,例如分子取向的排列。当线偏振激光束入射到由各向异性分子组成的液体样品时,由于克尔效应,分子取向与光学偏振方向对齐。利用光学椭圆光度技术可以灵敏地观察诱导的分子取向。我们开发了一种具有泵浦和探测激光器同轴配置的新型光学系统。该系统使我们能够定量测量各种软材料的光学克尔常数。声子光激发技术现已应用于Mountain分量观测的另一个实验,该实验给出了高频超声弛豫的直接信息范围。
项目成果
期刊论文数量(16)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
K.Hattori,K.Sakai K.Takagi: "Observation of Thermal Phonon Resonance in Cylindrical Microcavities"Jpn.J.Appl.Phys.. 38. 4932-4935 (1999)
K.Hattori、K.Sakai K.Takagi:“圆柱形微腔中热声子共振的观察”Jpn.J.Appl.Phys.. 38. 4932-4935 (1999)
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
Y.Oki,N.Sakamoto,K.Sakai and K.Takagi: "Frequency domain measurement of relaxation study on optical Kerr effect"Jpn.J.Appl.Phys.. 39. L607-L609 (2000)
Y.Oki、N.Sakamoto、K.Sakai 和 K.Takagi:“光学克尔效应弛豫研究的频域测量”Jpn.J.Appl.Phys.. 39. L607-L609 (2000)
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
K.Sakai,Y.Ikeda and K.Takagi: "Quantitative Measurement system of molecular orientation by co-axial optical Kerr effect spectroscopy"Review of Scientific Instruments. (in press). (2001)
K.Sakai、Y.Ikeda 和 K.Takagi:“通过同轴光学克尔效应光谱定量测量分子取向系统”科学仪器评论。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
K.Sakai, Y.Ikeda and K.Takagi: "Quantitative measurement system of molecular orientation by co-axial optical Kerr effect spectroscopy"Rev.Sci.Instrum.. (in press).
K.Sakai、Y.Ikeda 和 K.Takagi:“通过同轴光学克尔效应光谱进行分子取向的定量测量系统”Rev.Sci.Instrum..(出版中)。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
K.Hattori,K.Sakai and K.Takagi: "Observation of thermal phonon resonance in cylindrical microcavities"Jpn.J.Appl.Phys.. 38. 4392-4395 (1999)
K.Hattori、K.Sakai 和 K.Takagi:“圆柱形微腔中热声子共振的观察”Jpn.J.Appl.Phys.. 38. 4392-4395 (1999)
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