テラヘルツ領域の精密誘電分光による水和ダイナミクスの研究

利用太赫兹区域精密介电谱研究水合动力学

基本信息

批准号：
18760039
负责人：
永井正也
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Kyoto 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

项目摘要

広帯域白色光のサンプリングパルスにチャープをつけることでテラヘルツ電磁波の時間波形に応じて位相変調された光成分の時間軸情報を周波数軸上にマッピングし、その変調スペクトルを検出する方法を確立した。しかし液晶や電子正孔系など実際の系に適応する場合、試料の散乱や吸収の寄与によって電磁波強度が減衰し十分なSN比の電場波形を得ることができなかった。このことから高強度のテラヘルツ波発生技術を開拓することが重要である。誘電体結晶であるLiNbO3などはワイドギャップであることから汎用エミッタであるZnTeにくらべて2光子吸収が生じにくくまた電気光学定数が大きいために高強度のテラヘルツ波発生が期待できる。しかし媒質の分散によって位相不整合が生じ、非同軸方向に放出されたテラヘルツ光の生成効率が抑えられてしまう。この非同軸テラヘルツ光が伝播するのと同時に同位相の非線形分極が生成されるように光パルスの波束面を空間的に制御することで、効率よくテラヘルツ光が増幅することが可能となる。この発生過程を非同軸パラメトリック過程と考えて発生方法の最適化を行い、現時点でチタンサファイヤレーザー励起で0.5μJ、電場強度は200kV/cmの広帯域(<3THz)テラヘルツ光パルスの生成に成功している。このような高強度テラヘルツ波では2桁弱い電場強度でも検出できることから、単一パルステラヘルツ計測に十分適応可能であると考える。

通过在宽带白光的采样脉冲中添加啁啾，我们建立了根据太赫兹电磁波的时间波形将相位调制光分量的时间轴信息映射到频率轴上的方法，并检测调制频谱。然而，当应用于液晶和电子空穴系统等实际系统时，电磁波强度会因样品中散射和吸收的贡献而衰减，从而无法获得具有足够信噪比的电场波形。噪声比。因此，开发高强度太赫兹波产生技术具有重要意义。 LiNbO3等电介质晶体具有较宽的能隙，因此与通用发射体ZnTe相比，不太可能发生双光子吸收，并且它们的电光常数很大，因此可以期望产生高强度太赫兹波。然而，由于介质的色散而发生相位失配，并且在非同轴方向上发射的太赫兹光的产生效率受到抑制。通过在空间上控制光脉冲的波前，使得在该非同轴太赫兹光传播的同时产生同相位的非线性偏振，可以有效地放大太赫兹光。通过将该生成过程视为非同轴参量过程并优化生成方法，我们成功地在0.5 μJ钛蓝宝石激光激发和200 kV/cm电场强度下生成宽带（<3THz）太赫兹光脉冲。有。由于即使电场强度弱两个数量级也可以检测到这种高强度的太赫兹波，因此我们相信它完全适用于单脉冲太赫兹测量。