2016 Fiscal Year Research-status Report
赤外太陽光-可視コヒーレント光直接変換機構の理論的実証
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15K13505
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
石原 一 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60273611)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 光アンテナ / 波長変換 / 局在プラズモン / コヒーレント光 / 超蛍光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、金属微細構造による光アンテナによって赤外インコヒーレント光を「可視域で発光する分子」に凝集させ、可視“コヒーレント”光に変換する、全く新しい光学過程の機構を理論実証することである。この目的に沿って本年度は次の成果があった。
[1]これまで申請者は、アンテナ-分子-応答場の三体の自己無撞着相互作用を考えることで、二準位系に反転分布が形成でき、さらに上方変換的な出力が現れることを実験結果が再現可能なパラメーターの場合で明らかにしていたが、今年度、励起対象である二準位系が複数存在している場合においても、単一の二準位系の場合と同様に反転分布が形成できることが明らかになった。
[2]さらに、分子を直接駆動する形式において非定常過程を利用した放射特性の解析を行い、連続入射光を反転分布形後、急速に遮断することで、上方変換的な放射に加え、二準位系の数が増大した場合、超蛍光様の協力発光が起こることを明らかにした。このことから、本課題で目的とした上方変換的なコヒーレント光源を実現する物理機構の存在を理論実証することに成功した。
[3]また、昨年度、分子の具体的空間配置に応じた遅延効果を正しく考慮した超蛍光の計算が出来る手法を初めて開発したが、本年度これにより、遅延効果が存在する場合の協力現象が従来知られた超蛍光と異なる多彩な振る舞いを示すことを明らかにし、その成果がPhysical Review Lettersに掲載されることになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
28年度は、分子を直接駆動する形式を採用することによって、予定通り、本課題で目的とした上方変換的なコヒーレント光源を実現する物理機構の存在を理論実証することに成功した。さらに、分子の具体的空間配置に応じた遅延効果を正しく考慮した超蛍光の計算が出来る手法を用いて具体的系に計算を適用したところ、従来知られた超蛍光と異なる多彩な振る舞いを示すことまで明らかになった。このことは、上記コヒーレント光源の多様な設計が可能なことを示しており、計画以上の成果である。
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| Strategy for Future Research Activity |
本来の期間である28年度まで研究計画は終了しているが、
期間延長となる29年度は、28年度にやり残した
[1]理論研究により得られた知見を総合した実験グループと共同の実証提案
[2]成果の論文化、学会発表
に注力する。
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| Causes of Carryover |
28年度の計画では理論研究により得られた知見を総合して実験グループ共同して実証段階の提案、また成果の論文化、学会発表などを計画していたが、理論的結果をまとめるのに想定以上に膨大な計算と結果の吟味に要する時間が必要であったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
実験グループとの実証へ向けた協議や結果の論文化、発表が来年度になる。このため、旅費、投稿料を来年度に執行する。
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[Presentation] Radiative coupling of free and bound excitons2016
Author(s)
T. Kinoshita, T. Matuda and H. Ishihara
Organizer
13th International Workshop on Nonlinear Optics and Excitation Kinetics in Semiconductors (NOEKS13)
Place of Presentation
Technische Universitat Dortmund（Dortmund ドイツ）
Year and Date
2016-10-09 – 2016-10-13
Int'l Joint Research
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