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固体の格子振動に基づく非線形局在励起の研究のため、THz非線形4波混合装置の作成を行った。TEAレーザー励起FIRレーザー、CW炭酸ガスレーザー励起FIRレーザー、チタンサファイアレーザー、フーリエ分光器などの整備、改造、改良を行った。これらは動作するようになった。
理論的にTHz4波混合分光について考察した結果、スペクトルを得るためにはFIRレーザーの周波数がチタンサファイアレーザーの繰り返し周波数の整数倍になる必要があることがわかった。その実現のためには、チタンサファイアレーザーの共振器長を変化させて繰り返し周波数を調節することが必要である。共振器長変化は100pm程度で、十分実現可能であることがわかる。本研究では、チタンサファイアレーザーの励起レーザーの故障が重なり、同期を実現し4波混合装置を完成させるには至っていない。しかしながら装置が完成し固体の非線形局在励起の4波混合スペクトルが測定されることが期待される。誘電体の相転移現象などの研究が非線形局在励起の視点から理解されると期待される。
反強磁性スピン系やMEMS振動子系では3次の非線形性による非線形局在励起が観測されている。非線形4波混合スペクトルの観測、サイドバンド構造の発見がそれらの研究では強力な道具となった。本研究ではサイドバンド構造は、相互非線形共鳴周波数シフトが自己非線形共鳴周波数シフトよりも大きいという効果によるものと推測した。また、同じ効果が非線形局在励起の形状を保つ働きをしていることもほぼ結論できた。固体の場合に期待される2次の非線形性でも非線形局在励起が生じ、サイドバンド構造が現れることをシミュレーションで確認した。
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