一次元共役系高分子のフェムト秒パルス励起による三次非線形光学効果の増大・制御

一维共轭聚合物飞秒脉冲激发三阶非线性光学效应的增强与控制

基本信息

批准号：
07750992
负责人：
坂口浩司
金额：
$ 0.7万
依托单位：
Shizuoka 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：
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/grant/KAKENHI-PROJECT-07750992/
关键词：
非線形光学超高速現象四光波混合

项目摘要

三次非線形光学効果はある種の物質の光に対する電子応答が光強度の3乗非線形に比例して大きくなる現象であり、この効果を利用して光演算や全光学スイッチなどの現象が可能となることから将来の光情報処理の基本原理として期待されている。しかしながらこれまでに報告されてきた三次非線形光学材料の性能指数は、実用にかなう光素子に要求される値に遠く及ばないのが現状である。そこで本研究では、これまで報告された三次非線形光学材料の中で大きな感受率を持つ一次元共役系高分子をレーザー光で励起するとフェムト(千兆分の一)秒の超高速時間内で励起子が生成し、光学遷移や電子的性質が大きく変化することを利用して、三次非線形光学効果を増大・制御することを目的とした。試料としてポリアルキルチオフェンの溶液を用い、2本の800nmのTi:Sフェムト秒光パルスを照射して三次非線形光学効果である縮体四光波混合測定系を構成した。更にこの系に、400nmのフェムト秒光パルスを照射することによる四光波混合強度の変化を観測した。光励起により、四光波混合強度が大きく増強することが分かった。この光励起増強現象に及ぼす、2本のプローブ光間の遅延時間依存性や励起光と2本のプローブ光との遅延時間依存性の測定から、光励起により生じる励起子の生成により大きな三次非線形光学効果が発現することが示唆された。また、この光励起増強効果は、入射光パルスの200フェムト秒以下の超高速で応答することが明らかになり、共役π電子の電子応答により発現することが示唆された。

三阶非线性光学效应是某些材料对光的电子响应与光强度的三次非线性成比例增加的现象，这种效应使得光学计算和全光开关等现象成为可能。有望成为未来光信息处理的基本原理。然而，目前已报道的三阶非线性光学材料的品质因数与实际光学器件所需的值相差甚远。因此，在本研究中，我们证明了迄今为止报道的三阶非线性光学材料中灵敏度最高的一维共轭聚合物在受到激光激发时，可以在飞秒的超快时间内被激发（万亿分之一秒）这项研究的目的是利用光学跃迁和电子特性因分子的产生而发生显着变化的事实来增加和控制三阶非线性光学效应。以聚烷基噻吩溶液为样品，照射两个800 nm Ti:S飞秒光脉冲，构建凝聚四波混频测量系统，该系统属于三阶非线性光学效应。此外，我们通过用400nm飞秒光脉冲照射该系统观察了四波混合强度的变化。研究发现，光激发后四波混频强度大大增强。通过测量两个探测光之间的延迟时间依赖性以及激发光与两个探测光之间的延迟时间依赖性对这种光激发增强现象的影响，我们发现光激发引起的激子的产生具有很大的三阶非线性有人认为会发生这种情况。研究还表明，这种光激发增强效应以低于200飞秒的入射光脉冲的超高速响应，这表明它是由共轭π电子的电子响应引起的。