| 研究概要 |
光の波長程度の周期で屈折率が大きく変化する人工結晶(フォトニック結晶)を利用すると,輻射場の固有モードの存在しない周波数領域(フォトニックバンドギャップ)が実現できる。フォトニックバンドギャップの周波数に近い遷移周波数をもつ原子(あるいは分子)は,フォトニック結晶に固有の量子電気力学効果によって,光の量子局在状態やそれに関連した非マルコフ的な発光現象を引き起こすことが理論的に予想される。本研究では,フォトニック結晶に導入した希土類原子や色素分子による超放射を利用することにより,このような全く新しい量子電気力学効果の実証を目指す。本年度はまず,フォトニック結晶中で超放射を起こし得る発光体を探索する目的から,希土類イオンのキレート錯体などを多数作製して吸収・発光スペクトルを調べ,既設のパルスレーザーの発振波長ならびに時間分解分光装置(ストリークカメラ)の検出波長帯との整合性を調べた。また,パルス色素レーザーを本科研費で購入し,励起光として利用可能な波長帯を大幅に広げた。さらに,従来のFDTD法(時間領域差分法)と包絡線近似によるフォトニック結晶の超放射の解析では評価が難しかった大きなフォトニックバンドギャップの場合について,包絡線近似を用いない数値計算プログラム,ならびに,超放射パルスの可視化プログラムを開発中である。今後は新しく設置したパルス色素レーザーを用いて超放射の特性評価に重点を移す予定である。
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