| 研究概要 |
(1)非線形性が分散性を持つ場合のパルス伝搬方程式の確立と数値計算
一般に3次の非線形パルス伝搬は非線形シュレディンガー方程式を用いて調べられているが,パルスの持っている周波数広がりの中で非線形性定数が変化する場合は適用できない.本研究ではフーリエ成分の伝搬方程式を基礎にして周波数領域で伝搬を考え,共鳴領域におけるパルス伝搬を解析することに成功した.物質パラメーターのよく知られたCuClを例にとり,ポラリトン分散を線形分散として与え,励起子共鳴および励起子分子2光子共鳴による3次の非線形感受率を考慮してフェムト秒領域のポラリトン伝搬を数値計算で調べたところ,励起子分子2光子共鳴による非線形分散がうまく組合わさると,ソリトン的な伝搬が可能となることが確認された.
(2)試料としてCuClを用いて伝搬特性を実験で検証する
モードロックチタンサファイアレーザーより得られる200fsのパルスの第2高調波をとり,サンプルとして用いるCuClの励起子共鳴または励起子分子共鳴する波長390nm近傍の超短光パルスを用意した.サンプルの厚さは10μmであり,温度は10Kにおいて伝搬特性を測定した.透過波形の測定には我々が開発した電場相関法を用いた.強度が弱い場合はパルスはポラリトン分散により2ps程度まで広がるが,入射強度を強くしていくと透過波形のパルス幅は細くなり,ある強度でソリトン的な伝搬が実現されていることを確認した.これは(1)の数値計算の結果とも一致した.
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