光反応性プローブを用いたメゾスコピック構造中の輻射場の研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12440088
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 栗田 厚 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助手 (70170082)
• Keywords: 多重散乱 / 干渉 / 光反応 / 光の局在

Research Abstract

多重散乱された光の干渉による光記録効果は、光を強く散乱する媒質に光反応材料を混ぜ込んだ試料において観測されるもので、試料に単色光を照射した後に蛍光の励起スペクトルを測定すると、照射光の波長位置に凹みが観測されるという、見かけは永続的ホールバーニングと似た効果である。だがその本質は、一種の空間的ホールバーニングで、不規則な媒質に入射した光が多重散乱され、その結果媒質中にできるスペックル的なランダムな干渉パターンが、光反応によって記録されることによって生じる。このホールの形状は、光強度の相関関数<I(ω)I(ω+Δω)>と等価であるが、これは、試料内のある場所まで光の到達時間の分布関数をF(t)との間に|∫^∞_0F(t)exp(iΔωt)dt|^2+<I>^2という関係がある。すなわち、周波数分解能は、試料中での光の滞在時間に反比例する。試料の厚さをL、光の拡散係数をDとすると、滞在時間はL^2/Dの程度になるため、散乱が強いほど周波数分解能が高くなることが予想される。そこで、散乱体として酸化チタン微粒子を用い、酸化チタン微粒子の濃度を変えることによって、光の平均自由行程を広い範囲で変えた試料を作製し、ホール幅などの測定を行なった。その結果、中庸の散乱強度の試料では、ホール幅は平均自由行程にほぼ比例し、この予想が確かめられた。しかし、散乱の非常に強い試料では、この関係からのずれが見られ、ここでは光が弱局在状態となり、光の振舞いが平均自由行程のみでは記述できなくなっていることを意味していると思われる。

Research Products

• [Publications] A.Kurita: "Wavelength-and angle-selective properties of optical memory effect by interference of multiple-scattered light in Sm-doped ZnS"J.Luminescence. 87-89. 986-988 (2000)
• [Publications] A.Kurita: "Optical memory effect by interference of multiple-scattered light in a fluorescence fulginde derivative"Mol.Cryst.Lig.Cryst.. 344. 205-210 (2000)
• [Publications] A.Kurita: "Observation of optical memory effect due to interference of multiply-scattered light by using a focused beam"J.Luminescence. (印刷中). (2002)
• [Publications] 栗田 厚: "強散乱媒質と光反応材料の組み合わせによる光記録効果"光学. 30巻2号. 117-122 (2001)