2016 Fiscal Year Research-status Report
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16K13716
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
佐藤 政行 金沢大学, 数物科学系, 教授 (00266925)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
曽我 之泰 金沢大学, 数物科学系, 助教 (90525148)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | テラヘルツ / 非線形 / 局在励起 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
目的は炭酸ガスレーザーの差周波を利用してテラヘルツ光を発生させ、それにより固体表面の局在励起を励起し、別の組み合わせの炭酸ガスレーザーの差周波でマイクロ波程度にダウンコンバートして分光を行うことである。格子振動（フォノン）は線形のノーマルモードであり、一様な格子では一様に広がった固有振動となる。非線形性があると、大振幅時に非線形の助けを借りて局在励起が生じることが指摘されている。フォノンは熱伝導と密接な関係があり、その伝搬には興味が持たれる。しかしながら適切な光源がないなどの理由で、可視域の物性ほどには自由に測定できるものではない。ここでは、赤外のレーザーである炭酸ガスレーザーを複数台用いてその差周波でテラヘルツ光を発生させる、あるいは検出することを考えている。周波数混合には非線形性が必要である。固体表面に局在励起が発生すれば、そこでは振幅が大きく、強い非線形性が期待できる。最終的にはこのような状況を生じさせ、局在励起の発生と検出を目指している。初めは、単に表面上で２台のレーザーで差周波を発生させることを試みる。検出には、遠赤外分光器を用いる、あるいは別の炭酸ガスレーザーで異なる差周波を発生させ、それを混合することも考えられる。また、２台のレーザーの光を交差させて照射すると、照射面には角度と波長に応じた干渉縞が現れる。２台のレーザーの周波数が違えば、縞は移動する。この状況では、できた局在励起は移動することが期待できる。このように興味深い現象が期待できるが、現在、炭酸ガスレーザーの整備を行っている状況である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
テラヘルツで振動する移動する干渉縞を作成すること、それを検出することを視野に入れて、炭酸ガスレーザーの整備を行っている。最近のヘリウム事情により、ヘリウムガスを循環させる方が経済的に有利である。ガス循環装置を整備し、動作するようになった。二酸化炭素の分解による活性分子の減少が問題であるが、一酸化炭素酸化触媒で多少は改善した。また、近年、炭酸ガスレーザーを制作する人が減ったためか部品の購入が予想以上に大変であった。波長選択のための全金属製回折格子を購入し、そのマウントを設計した。炭酸ガスレーザー用の波長計の整備も行っている。次年度でこれを装着する予定である。導光用に考えていた中空ファイバーが径が大きく波面が保てないようなので、計画を変更し通常のミラーによる導光にした。照射面でのきれいな干渉を得るには空間フィルターを入れる必要があるかもしれない。
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| Strategy for Future Research Activity |
まずレーザーの整備を急ぐ。ファイバーを用いて導光したレーザー光を用いる予定だったが、ファイバー径が大きく、光波面を保ったまま導光できそうにないので、計画を変更し、普通に空間を導くことにした。また、きれいな波面を照射面に作るには空間フィルターを入れる必要があるかもしれない。
どうしても発生した遠赤外光が弱い場合、横励起大気圧（ＴＥＡ）レーザーと組み合わせてパルスで照射することも考えられる。その場合に備えてＴＥＡレーザーを現在の単一波長発振から２波長（あるいは３波長）同時発振の整備計画を立てる。可能なら、改造を始め試行する。
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| Causes of Carryover |
ファイバーを用いて導光したレーザー光を用いる予定だったが、ファイバー径が大きく、光波面を保ったまま導光できそうにないので、計画を変更し、普通に空間を導くことにした。また、途中で空間フィルターを挿入することも検討している。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
レーザーの整備を引き続き行い、光波干渉によるテラヘルツ波の表面発生を最初に目指す。ファイバーの導光の代わりに空間フィルターを挿入することを考えている。出力鏡が不調かもしれないので、これを購入するか、あるいはＺｎＳｅの並行平板をビームスプリッターとして取り出すなどの方法で安価に対処する方法を模索する。
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Research Products
(4 results)
