フェムト秒光パルス照射による光誘起磁束の生成および制御

飞秒光脉冲照射光生磁通量的产生与控制

• 批准号: 18760012
• 负责人: 川山 巌
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18760012/
• 关键词: ジョセフソン接合; 光応答; フェムト秒パルスレーザー; 光演算; 磁束フロートランジスタ; 光生成磁束; ジョセフソン磁束フロートランジスタ; 光演算素子; ジョセフソン接合; 光応答; フェムト秒パルスレーザー; 光演算; 磁束フロートランジスタ; 光生成磁束; ジョセフソン磁束フロートランジスタ; 光演算素子

前年度には、ジョセフソン磁束量子フロートランジスタ(JVFT)にフェム卜秒レーザーパルスを照射し、その光照射および磁場印可の双方により独立に磁束の制御が可能であること示し、高速演算素子としての可能性を示した。平成19年度はJVFTの応答速度を検証するため、ダブルパルス計測システムを構築しその特性を評価した。本計測システムでは、波長800nm、パルス幅約lOOfsのフェムト秒レーザーを2つに分岐し、ディレイステージによりレーザー照射のタイミングをサブピコ秒レベルで制御することにより光応答時間を計測することが可能である。本システムを用いて、JVFTのジョセフソン接合部にフェムト秒レーザーを照射した結果、パルス間隔が約5ps以下の時に電圧出力を観測することができた。このことは、JFVTの応答時間が5ps以下であることを示している。従来ジョセフソン接合または超伝導マイクロブリッジ単体の光応答を計測した例はあるが、ジョセフソンデバイスとしての動作速度をサブピコ秒レベルで定量的に計測したのは今回の実験が初めてであり、JVFTタイプのジョセフソン素子が高速スイッチングデバイスとして機能することを明らかにした意義は非常に大きいと考える。さらに素子構造を最適化することにより、原理的にはサブピコ秒レベルの応答が可能であると考えており、今後デバイスの動作メカニズムを詳細に解析するとともに、さらなる高速化を図る予定である。また、本研究によりジョセフソン接合が応答する最小のレーザー強度が超伝導ブリッジの場合に比べで1桁〜2桁小さいことが分かった。

在上一年，将飞秒激光脉冲照射到约瑟夫森磁通量量子流晶体管（JVFT），表明可以通过辐照光和施加磁场来独立控制磁通量，表明是高速计算元件的可能性。在2007年，构建了双重脉冲测量系统，并评估了其特性，以验证JVFT的响应速度。在此测量系统中，可以通过将波长为800 nm的两个飞秒激光器进行分支，并使用延迟级分支在亚皮科级别上控制激光照射的时间，并控制激光照射的时间。使用该系统，将飞秒激光器用于JVFT的Josephson与飞秒激光器的约瑟夫森交界处，当脉冲间隔约为5PS或更小时时，观察到电压输出。这表明JFVT的响应时间小于5P。尽管在某些情况下，在单个身体中测量了约瑟夫森交界处的光学响应或超导微径，但这是第一次在次秒级别上定量测量了约瑟夫森设备的工作速度，而且我相信阐明JVFT-type josephson设备高速swigh-speeding switching devecting是非常重要的。此外，通过优化设备结构，我们认为原则上可以在次秒级响应，将来我们计划详细分析设备的操作机制并提高速度。此外，这项研究表明，约瑟夫森连接响应的最小激光强度比超导桥小的一到两个数量级。