• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

1997 年度 研究成果報告書概要

外部結合のある光閉じ込め系における自然放出-真空場と放射場

研究課題

研究課題/領域番号 07650045
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 応用光学・量子光工学
研究機関電気通信大学

研究代表者

氏原 紀公雄  電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (90017351)

研究期間 (年度) 1995 – 1997
キーワード自然放出 / 光閉じ込め / 外部結合 / 自然放出スペクトル / 三次元的解析 / 鏡像効果 / 確率振幅の時間発展 / 二原子発光
研究概要

1.モデルの設定
通常のcavity quantum electrodynamicsを改良し、結合損失とcavity内外での伝播効果を取り入れるために、cavity内外にわたる全空間で定義された電磁場のモード群を考え、原子はこれらのモード群と相互作用するものとして自然放出過程を解析した。キャビティのモデルとして単一の誘電体板を取り、原子は二準位原子とした。双極子近似と回転波近似を仮定した。
2.一次元的解析
キャビティたる誘電体板に垂直な方向で充分大きい周期で周期境界条件を課して直交モード系を導出し、その規格定数が多重反射効果に対応するフーリエ展開をもつことを示した。自然放出過程をシュレディンガー方程式により非摂動的に解析し、放出過程を記述する遅延微分方程式を導出した。この方程式は鏡像効果(あるいは多重反射効果)を表わすものと解釈できる。これに基いて外部で観測されるスペクトルを得、さらにこれが原子双極子の時間発展と空間応答関数によって表現されることを示した。
3.三次元的解析
上記キャビティにつき三次元的周期境界条件を課して直交モード関数群を導出し、ハイゼンベルクの方程式を用い、系を零および一励起状態に限定することにより、自然放出過程を記述する遅延微分方程式を導出した。この方程式も鏡像効果(あるいは多重反射効果)を表わすものと解釈できる。マルコフ近似の下ではいわゆる自然放出増強率が得られた。
4.二原子発光
キャビティ内に二個の励起された原子があるときの自然放出過程をハイゼンベルクの方程式によって解析し、全空間の光子数の増大率を計算すると上記の一個の原子の減衰に帰着される項と、二原子の相互作用を表わす項とが現れる。後者の大きさを数値計算することにより原子間距離が平板マイクロキャビティの有効モード径を越えるとその値は小さくなることを示し、有効モード体積のひとつの意義を確認した。

  • 研究成果

    (10件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (10件)

  • [文献書誌] I.Takahashi: "Theory of spontaneous emission in an optical cavity" Phys.Rev.A. 56・3. 2299-2307 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] I.Takahashi: "Quantum mechanical description of spontaneous emission in terms of admittance" Physica B. 227. 407-410 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] I.Takahashi: "Theory of spontaneous emission observed outside a microcavity" Jpn.J.Appl.Phys.34・8B. 4499-4501 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] K.Ujihara: "Spectrum of spontaneous emission observed a microcavity" Solid State Electron.(in press).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] H.Yokoyama: "Spontaneous emission and laser oscillation in microcavities" CRC Press, 374 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] I.Takahashi and K.Ujihara: "Theory of spontaneous emission in an optical cavity" Phys.Rev.A. 56-3. 2299-2301 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] I.Takahashi and K.Ujihara: "Quantum mechanical description of spontaneous emission in terms of admittance" Physica B. 227. 407-410 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] I.Takahashi and K.Ujihara: "Theory of spontaneous emission observed outside a microcavity" Jpn.J.Appl Phys.34-8B. 4499-4501 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] K.Ujihara and I.Takahashi: "Spectum of spontaneous emission observed outside a microcavity" Solid State Electron.(in press).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] H.Yokoyama and K.Ujihara: "Spontaneous emission and laser oscillation in microcavities" CRC Press, Boca Raton. 374 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

URL: 

公開日: 1999-03-16  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi