全光領域コヒーレント過渡現象の研究

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11440123
• 研究機関: 電気通信大学
• 研究代表者: 西岡 一 電気通信大学, レーザー新世代研究センター, 助教授 (70180586)
• 研究分担者: 植田 憲一 電気通信大学, レーザー新世代研究センター, 教授 (10103938) ; 米田 仁紀 電気通信大学, レーザー新世代研究センター, 助教授 (00210790)
• キーワード: 超短パルスレーザー / 非線形光学 / コヒーレント過渡現象 / 超広帯域光 / 相関計測 / 量子干渉 / 光エコー / 白色干渉

研究概要

本研究は、希ガス中の自己位相変調により発生させた紫外から赤外に及ぶ周波数コヒーレンスを持つ高強度コヒーレント白色光源を用いて物質のエネルギー準位全てを同期位相制御する、コヒーレント過渡現象の計測、サブフェムト秒時間情報記録を実現することを目的に行った。
超高速位相制御、計測装置の構築を行った。紫外・可視・赤外の全領域で周波数分解フリンジ分解計測を行い、掃引精度、直線性を測定し、時間分解能1.4fsを位相分解能10^6で実測した。
群速度分散による測定分解能の劣化を除くため、2つのパルス間のフーリエ位相差を用いた同軸2ビーム励起のポンプ・プローブシステムを構築し、超高速位相緩和材料の強光強度下における緩和速度を計測した。広い不均一拡がりを持っ試料として、常温の色素溶液を用い、フェムト秒pump-probeシステムにより多準位系のコヒーレンスを制御する試みを行った。飽和吸収・光放出を計測した結果、数fsの特定の時間遅延を与えた場合に大きな吸収飽和、光放出が観測された。この強い吸収飽和は共通の上準位を持つ3準位系の量子干渉により説明できることが分かった。本研究により、これまで極低温でしか実現できなかった量子干渉による吸収放出制御を常温で実現できる事を初めて示した。
さらに、広い波長帯域で光波間のコヒーレント演算を行うために、チャープ光間のフーリエ位相を非共鳴媒質中で比較する方法を新たに考案した。フェムト秒時間領域で光エコー・周波数位相共役波の発生に初めて成功した。

研究成果

• [文献書誌] H.Nishioka, K.Kusakabe, N.kon, K.Ueda: "Super-broadband, Ultrafast Optical Measurements"Proc. of the first symposium of advanced photon research. Vol.1. 317-320 (2000)
• [文献書誌] H.Yoneda, K.Yamaguchi, K.Ueda: "Dispersion of Optical Refractive index of YB^<3+> Doped Laser Glass and their fitting of Lorenzian Model"Jpn. J. Appl. Phys. Vol.38. L639 (1999)
• [文献書誌] 山口和彦, 米田仁紀, 植田憲一: "波長掃引型白色光干渉計によるYbドープレーザーガラスの屈折率分散測定および温度係数測定"レーザー研究. Vol.27. 768-772 (1999)
• [文献書誌] H.Nishioka, H.Koutaka, K.Ueda: "Quantum interference effects in a fs-dephasing medium"Conference Digest of IQEC 2000. IPD2-IPD10 (2000)
• [文献書誌] H.Nishioka, H.Koutaka, K.Ueda: "Quantum interference effects in a fs-dephasing medium"Proc. of the second symposium of advanced photon research. Vol.2. 276-279 (2001)
• [文献書誌] H.Nishioka, H.Koutaka, K.Ueda: "Quantum interference effects in a fs-dephasing medium"Optics Express. Vol.8. 617-623 (2001)
• [文献書誌] H.Nishioka, H.Koutaka, K.Ueda: "Quantum interference in a fs-dephasing medium induced by an intense hyper-continuum"Technical Digest of Conference on Lasers and Electro Optics 2001. CThM4 (2001)
• [文献書誌] H.Nishioka, H.Koutaka, K.Ueda: "Coherence control in a fs-dephasing medium by means of differential phase pumping of ultrabroadband pulses"Technical digest of The 4^<th> pacific rim conference on lasers and electro optics. ThG4-ThG4 (2001)
• [文献書誌] H.Nishioka, H.Koutaka, K.Ueda: "Quantum interference effects in a fs_dephasing medium"Opt. Express. Vol.8. 617-623 (2001)
• [文献書誌] H.Nishioka, K.Ueda: "Absorption and emission control in a femtosecond-dephasing medium via quantum coherence"Appl. Phys. B. (印刷中). (2002)