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パラメトリック発振により放射された光子対で2光子励起された励起子の分光研究

研究課題

研究課題/領域番号 15540318
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 物性Ⅰ
研究機関熊本大学

研究代表者

藤井 淳浩  熊本大学, 衝撃・極限環境研究センター, 教授 (30034375)

研究分担者 光永 正治  熊本大学, 理学部, 教授 (90332882)
研究期間 (年度) 2003 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
2005年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2004年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2003年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
キーワードパラメトリック下方変換 / 2光子励起 / エンタングル状態 / 励起子 / ハロゲン化タリウム / 発光スペクトル / 発光機構 / 発光の時間減衰 / 励起
研究概要

レーザー光を非線形結晶に入射しパラメトリック下方変換(PDC)を行うと強い量子相関を持った2つの光子が放出される。この双子の光子で結晶を励起するとその励起状態は通常の2光子励起とはかなり異なったものになると予想される。我々はこの実験を強い励起子発光を伴う結晶TlBrを用いて行った。
・沃素を微量に添加した結晶TlBr(I)の間接励起子領域を波長可変ナノ秒Ti:Sレーザー光(455nm,パルス幅10ns)で1光子励起し緩和過程を調べた。その結果、2Kでは光生成された間接自由励起子は沃素イオンに捕捉され、自己束縛励起子となり、一定の寿命を持った発光を伴って再結合消滅する。4K以上では自由励起子は熱的に不安定になり、自由電子と自由ホールとに分離し、それぞれの捕獲中心に捕捉される。その後これらの束縛電子と束縛ホールはトンネル再結合により自己束縛励起子となり、発光を伴って再結合消滅することが分かった。
・波長可変ナノ秒Ti:Sレーザーの基本波(800nm,パルス幅10ns)およびパルス幅の非常に短いフェムト秒Ti:Sレーザーの基本波(800nm,パルス幅100fs,繰り返し80MHz)でTlBrの直接励起子の2光子励起を行った。その結果、光生成された直接自由励起子はすぐに間接励起子に緩和し、1光子励起下での緩和と大きな差は見出されなかった。
・フェムト秒Ti:Sレーザーの2倍波(400nm)でBBO結晶(TypeII)を励起し、縮退パラメトリック変換(PDC)により400nmの波長を持った、もつれ(エンタングル)状態の光子対を発生させた。しかし、現在のところ冷却CCDカメラでやっと検出できる程度に光子数が非常に少なく、TlBr(I)の発光を検出するに到っていない。
・そこで、1パルスあたりの光強度が大きいナノ秒Ti:Sレーザーの2倍波(400nm)でパラメトリック下方変換(PDC)を行い、もつれ(エンタングル)状態の光子対を発生させた。冷却CCDカメラで測定した結果このPDC光はかなり強いことが分かった。今後、これらの光を励起光源としてT1Br(I)の発光を調べていく。

報告書

(4件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2006 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (16件) 文献書誌 (4件)

  • [雑誌論文] Competition between electromagnetically induced transparency and stimulated Raman scattering2006

    • 著者名/発表者名
      K.Harada
    • 雑誌名

      Phys. Rev. A73

      ページ: 13807-13807

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Extrinsic self-trapping of excitons in TlBr(I)2005

    • 著者名/発表者名
      A.Fujii
    • 雑誌名

      J. Lumin. 112

      ページ: 84-87

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Temperature dependence of photo-luminescence due to self-trapped excitons in TlBr(I)2005

    • 著者名/発表者名
      A.Fujii
    • 雑誌名

      Cryogen. Report KUMAMOTO Univ. 16

      ページ: 17-20

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Observation of correlated anti-Stokes emissions by multiwave mixing in sodium vapor2005

    • 著者名/発表者名
      K.Motomura
    • 雑誌名

      Phys. Rev. A71

      ページ: 43817-43817

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Coherent Raman beats from dark states2005

    • 著者名/発表者名
      K.Harada
    • 雑誌名

      J. Opt. Soc. Am. B22

      ページ: 1105-1105

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Electromagnetically induced diffraction in sodium vapor2005

    • 著者名/発表者名
      K.Harada
    • 雑誌名

      Opt. Lett. 30

      ページ: 2004-2004

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書 2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Extrinsic self-trapping of excitons in TlBr(I).2005

    • 著者名/発表者名
      A.Fujii
    • 雑誌名

      J.Lumin. 112

      ページ: 84-84

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Temperature dependence of photo-luminescence due to self-trapped excitons in TlBr(I).2005

    • 著者名/発表者名
      A.Fujii
    • 雑誌名

      Cryogen.Report KUMAMOTO Univ. 16

      ページ: 17-17

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Extrinsic self-trapping of excitons in TlBr(I)2005

    • 著者名/発表者名
      A.Fujii, H.Ueda, M.Tabuki, K.Miyazaki
    • 雑誌名

      J.Luminescence 112

      ページ: 84-87

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Time-resolved photo-luminescence due to STE in TlBr doped with I^- ions.2004

    • 著者名/発表者名
      A.Fujii
    • 雑誌名

      J.Lumin. 108

      ページ: 81-81

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Time-resolved Photo-Luminescence of Excitons induced by Extrinsic Self-Trapping in TlBr(I).2004

    • 著者名/発表者名
      A.Fujii
    • 雑誌名

      Phys.Rep.Kumamoto Univ. 12

      ページ: 139-139

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Time-resolved photo-luminescence due to STE in TlBr doped with I^- ions2004

    • 著者名/発表者名
      A.Fujii, K.Takiyama, T.Haraguchi, K.Miyazaki, M.Tabuki
    • 雑誌名

      J.Luminescence 108

      ページ: 81-84

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Time-resolved photo-luminescence of excitons induced by extrinsic self-trapping in TlBr(I)2004

    • 著者名/発表者名
      A.Fujii, M.Tabuki, K.Miyazai, H.Ueda, T.Shimamoto
    • 雑誌名

      Phys.Reports Kumamoto Univ. 12

      ページ: 139-145

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Subkilohertz linewidths measured by heterodyne-coherent popuration trapping in sodium vapor2004

    • 著者名/発表者名
      K.Motomura, T.Kohimizu, K.Harada, H.Ueno, M.Mitunaga
    • 雑誌名

      Opt.Lett. 29

      ページ: 1141-1141

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Optimization of evaporative cooling towards a large number of Bose-Einstein condensed atoms2003

    • 著者名/発表者名
      M.Yamashita, M.Koashi, T.Mukai, M.Mitsunaga, N.Imoto
    • 雑誌名

      Phys.Rev. A67

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 量子干渉効果による光情報記録2003

    • 著者名/発表者名
      光永正治
    • 雑誌名

      光学 32

      ページ: 229-235

    • NAID

      10011202558

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] A.Fujii, K.Takiyama, T Haraguchi, K.Miyazaki, M.Tabuki: "Time-resolved photo-luminescence due to STE in TlBr doped with I^- ions"J.Luminescence. 印刷中. (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] M.Yamashita, M.Koashi, T.Mukai, M.Mitsunaga, N.Imoto: "Optimization of evaporative cooling towards a large number of Bose-Einstein condensed atoms"Phys.Rev.. A67. 023601-1-023601-6 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 光永正治: "量子干渉効果による光情報記録"光学. 32. 229-235 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Asahi, K.Motomura, K.Harada, M.Mitsunaga: "Dark-state imaging for two-dimensional mapping of a magnetic field"Opt.Lett.. 28. 1153 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2020-05-15  

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