| 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。
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