光双安定系におけるストカスティック共鳴

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09440154
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 河本 敏郎 神戸大学, 自然科学研究科, 助教授 (70192573)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 國友 正和 神戸大学, 理学部, 教授 (40031348) ; 福田 行男 神戸大学, 自然科学研究科, 教授 (40025482)
• Keywords: ストカスティック共鳴 / 光双安定性 / 雑音光 / ノイズ光 / スペクトル解析

Research Abstract

雑音光発生制御システムの開発及び出力光スペクトル解析システムの製作を行い、光双安定系におけるストカスティック共鳴の予備実験と計算機シミュレーションを行った。
1.雑音光発生制御システムの開発:計算機によって、様々な統計性をもつ雑音波形を発生させるプログラムを開発し、振幅、相関時間など波形の統計的性質を特徴づけるパラメータを制御できるようにした。その波形を任意波形発生器に転送して光変調器に出力することにより、チタンサファイアレーザーの光出力に強度或は偏光度の変調を加え、100MHz程度のバンド幅をもつ制御可能な雑音光源を開発した。
2.出力光スペクトル解析システムの製作:出力光を光検出器で検出して時間軸の波形としてディジタルオシロスコープに記録し、積算結果を高速フーリエ変換(FFT)して周波数軸のスペクトルを得るプログラムを製作した。
3.光双安定系の製作及びテスト実験:光学的双安定系を用いたストカスティック共鳴の実験を行った。実験に用いた光学的双安定系は電気光学素子と偏光子により構成され、電気的に帰還を行うもので、容易に安定な動作が可能、動作光波長範囲が広い、低光パワーでも動作可能などの特長を持つ。実験から、雑音相関時間が小さいほど信号対雑音比のピーク値が大きく、共鳴の幅が狭く、ピークを与える雑音強度が小さいという結果が得られた。
4.計算機シミュレーション:適用範囲の広い、単純な双安定モデルを用いて計算機シミュレーションを行った。計算機シミュレーションは、4次関数の双安定ポテンシャル項を持つ、過減衰系のLangevin方程式について行った。計算結果は、実験結果を良く再現した。

Research Products

• [Publications] T.Kohmoto: "Nuclear Magnetic Relaxation in an Ising-like Antiferromagnet CsCol_3 : Domain-Wall Dynamics" Phys.Rev.B. 57・5. 2936-2942 (1998)
• [Publications] M.Misono: "Correlation Spectroscopy with Noise Light Excitation" Phys.Lett.A. 240・1/2. 29-36 (1998)