アルカリハライド結晶における酸素分子の超放射の研究

碱卤化物晶体中氧分子的超辐射研究

基本信息

批准号：
08740241
负责人：
芦田昌明
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Kyoto 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：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08740241/
关键词：
超放射酸素分子アルカリハライドレーザー自然放射増幅光

项目摘要

アルカリハライド単結晶に直接、超酸化物(KO_2,Na_2O_2)の融液を作用させて酸素分子を導入するという、新たに開発した方法を用いて試料を作製した。これにより、従来の方法に比べて高濃度かつ高純度の試料が得られ、超放射を安定して観測することができるようになった。さらに、時間確度±100ps,スペクトル分解能0.1A以下で超放射パルスを1ショット毎に記録することができる測定系を構築した。この様な実験条件の向上に基づき、以下の結果を得た。KClの他、KBr,NaClを母体結晶とする試料においても2Kにおいて超放射を観測し、超放射の起こる発光線が通常励起下で強度大、即ち遷移確率の大きい発光線と必ずしも一致せず、低エネルギー側にずれている傾向があることがわかった。さらに、2〜80Kの温度領域において強励起下で指向性をもった強い発光を観測した。特に、KBr:O_2^-においては、温度上昇と共に発光増大を起こす線が交代することを見いだした。さらに、時間応答、高分解能分光測定から、強い発光線の交代は超放射から自然放射増幅光への移行に対応していることがわかった。これは温度上昇と共に位相緩和時間が短くなり、マクロな遷移双極子が形成される以前にコヒーレンスが失われてしまうためである。この変化に発光線の交代が伴うことから、発光の終状態である電子基底状態における振動準位の位相緩和時間が準位毎に異っていることが示唆される。また、このことが超放射の生じる発光線が遷移確率の大きいものと一致しないことの一因になっていると考えられる。その手掛かりを得るため、通常励起下での発光線のスペクトル幅を測定したところ、KBr:O_2^-においては他の系よりも著しい傾向があり、高振動準位ほど線幅が小さいという結果を得た。これは上の考察を裏付けるものであるが、今後、非線形分光を用いて各振動準位の位相緩和時間の直接測定を行い、超放射発現と位相緩和の関係を確かめる必要がある。その予備的な実験として励起状態における振動緩和時間の測定を開始したところである。

采用新开发的方法制备样品，其中通过将超氧化物（KO_2，Na_2O_2）熔体直接施加到碱金属卤化物单晶来引入氧分子。这使得我们能够获得比传统方法更高浓度和纯度的样品，从而可以稳定地观察超辐射。此外，我们构建了一个测量系统，可以逐次记录超辐射脉冲，时间精度为±100 ps，光谱分辨率小于0.1 A。基于这些实验条件的改进，获得了以下结果。除了KCl之外，我们还在以KBr和NaCl为主体晶体的样品中观察到了2K的超辐射，并且发生超辐射的发射线不一定与正常激发下高强度的发射线相匹配，即具有较大的跃迁概率发现有向低能量侧偏离的趋势。此外，我们在2至80K的温度范围内观察到强激发下的强定向光发射。特别是，在KBr:O_2^-中，我们发现发光增加线随着温度的升高而交替。此外，时间响应和高分辨率光谱测量表明，强发射线的交替对应于从超辐射到自发放大光的转变。这是因为随着温度升高，相弛时间变得更短，并且在形成宏观跃迁偶极子之前失去相干性。由于这种变化伴随着发射线的交替，因此表明电子基态（发射的最终状态）中振动能级的相位弛豫时间对于每个能级是不同的。这也被认为是发生超辐射的发射线与跃迁概率高的发射线不匹配的原因之一。为了得到线索，我们测量了正常激发下发射线的谱宽，发现在KBr:O_2^-中比其他体系有更明显的趋势，并且振动能级越高，线宽越小。知道了。这支持了上述考虑，但未来有必要利用非线性光谱直接测量每个振动能级的相位弛豫时间，以确认超辐射与相位弛豫之间的关系。作为初步实验，我们刚刚开始测量激发态下的振动弛豫时间。