レーザー場により制御された原子系の非線形光学

Research Project

Project/Area Number	06245209
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
Allocation Type	Single-year Grants
Research Institution	The University of Electro-Communications
Principal Investigator	白田耕蔵電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (80164771)
Project Period (FY)	1994
Project Status	Completed (Fiscal Year 1994)
Budget Amount *help	¥4,000,000 (Direct Cost: ¥4,000,000) Fiscal Year 1994: ¥4,000,000 (Direct Cost: ¥4,000,000)
Keywords	非線形光学 / 和周波光発生 / 真空紫外コヒーレント光 / 量子干渉効果 / 水素原子
Research Abstract	本計画の成果を以下に、4項目について要点を述べる。 (1)線形感受率の虚数部(共鳴吸収)の制御結合レーザー光のラビ周波数がドップラー幅を越えると、線形感受率が極小化され共鳴吸収の中心が透明化していく様子を観測し、媒質の透明化と同時に和周波光強度がステップファンクション的に250倍と極めて大きく増大されることを実験的に示した。また、原子密度・相互作用長積を系統的に変化させ、和周波光発生の挙動を観測し、和周波光強度が非線形感受率の2乗に比例して増大していく様子を明確に観測した。 (2)線形感受率の実数部(分散・屈折率)の制御結合レーザー光を離調した場合線形感受率の効果は和周波光に対する分散が誘起双極子と和周波光との位相不整合をもたらすものとして現れる。この位相不整合も実効的結合ラビ周波数の増加分がドップラー幅を越えるよう結合強度を増加させれば制御できることが理論的に示された。実効的結合光強度の増分がドップラー広がりを越えたとき、和周波光強度がステップファンクション的な強度増大を示すことを観測し、強結合と量子干渉効果により位相整合条件も制御可能であることを実証した。 (3)強結合下の光イオン化過程の制御和周波発生過程の立ち上がりとともにDressed Stateの励起過程には2光子励起過程と和周波光による1光子励起過程の双方が現れ、その間の競合・干渉が生じ、励起レートが制御可能となり得る。ここでは実験的にこの干渉効果を観測し理論の予測と定量的に比較し、十分な一致を得た。なお、強結合下でのイオン化過程の干渉効果の観測はこれが最初の例である。 (4)"理想的"パルスレーザーの開発高安定の半導体レーザーを種光としたTi:Al203レーザーの開発を行った。高安定半導体レーザーの質を維持し、高ピーク出力を有し、かつパルス幅も制御可能な理想的パルスレーザーの実現の見通しを得た。