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高密度光励起下でGaAs半導体レーザーから放出される光のスペクトルの時間変化を、ストリークカメラを用いて詳細に調べた。その結果、低密度励起条件下では、時間とともにレッドシフトするパルスが現れ、そのパルスから数十ピコ秒後にもう一つのパルスが発生する様子が観測されたのに対し、高密度励起下ではその２つ目のパルスが励起密度の増加とともに徐々に消失する一方で、１つ目のパルスがレッドシフトの途中で２つのパルス成分に枝分かれし、その後それぞれのパルスがレッドシフトする様子が観測された。また、光の強度が最も強くなるパルスの終端の時刻付近では、光強度が最大になる波長の光に時間遅延が観測され、その振る舞いは高密度励起下ほどより顕著に観測された。先行研究においては、光励起キャリアのバンド内緩和における非平衡性とフェルミ統計性からパルスのレッドシフトが説明されていた。今回の観測結果は、このような解釈を超えた物理が高密度励起下で存在することを示唆するものである。
また、高密度励起条件下での光パルス発生における誘起分極の位相コヒーレンスの寄与を調べることを目的として、縮退四光波混合の測定を行った。測定では、高密度光励起キャリアを生成するためにプレパルスによる励起を行い、その後２つの光パルスを入射して縮退四光波混合測定を行うことで電子正孔多体系の位相緩和時間を測定した。その結果、透明キャリア密度付近まで励起光強度を増加させる際に、位相緩和時間が単調に減少することがわかった。
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