2013 Fiscal Year Annual Research Report
広波長域偏波無依存な２光子吸収型全光スイッチへの３次非線形感受率テンソルの検討
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23560358
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
坂東 弘之 千葉大学, 融合科学研究科(研究院), 助教 (70298149)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松末 俊夫 千葉大学, 融合科学研究科(研究院), 講師 (20209547)
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| Keywords | 光物性 / 光スイッチ / 半導体物性 / ２光子吸収 / 超高速光デバイス / 光非線形デバイス |
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| Research Abstract |
広波長域にて2光子吸収特性の偏光依存性を測定出来るよう，ポンプ・プローブ測定系を利用し，アクロマティックなλ/2位相板およびλ/4位相板を導入した測定系の構築を行った。これにより，波長域1200nm－1800nmにて２光の偏光状態を独立に変えられるようになった。試料の３次の非線形感受率テンソルχ(3)の各成分の測定精度をあげるために，この測定系を用いた１光束系にて，λ/4位相板を回転させることで入射光の偏光状態を円偏光から楕円偏光，直線偏光へと連続的に変化させて２光子吸収係数βを測定する方法を考案した。さらに，この方法とZ-scan法を組み合わせた測定方法を考案し実験を行った。測定結果は，考案した２光子吸収伝搬モデルから導出した光強度伝搬式を用いて解析を行い，χ(3)の各成分の虚部を求めた。試料はInP(001)基板を使用し，波長1640, 1700, 1800nmにて測定を行った。入射光には，波長可変フェムト秒レーザーを使用し，直径5μmφに集光して試料に入射した。これらの結果，今までは２桁の精度でしか得られていなかったχ(3)の各成分の虚部の値を，3桁の精度にて求めることができた。そして，このInPの(001)面での実験結果から求めたχ(3)の各値を使用し， (110)面および (111)面への入射時におけるβの偏光依存性を計算した。また実際に測定も行った。その結果，(110)面，(111)面のどちらの場合も，計算値と実験結果とは非常に良く一致した。このことは，本研究にて得られたχ(3)虚部の各値および偏光依存性の計算方法，および提案した２光子吸収伝搬モデルとその伝搬の解析式などが，全て適切であることを示している。さらに，導波路構造をドライエッチングにより作製し，２光子吸収特性の測定も行った。その結果，２光子吸収効率がバルクの時よりも増加することが示された。
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