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2011 年度 実績報告書

フォトニック結晶を用いたテラヘルツポンプ-可視プローブ分光法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 21560041
研究機関香川大学

研究代表者

鶴町 徳昭  香川大学, 工学部, 准教授 (50372719)

研究分担者 中西 俊介  香川大学, 工学部, 教授 (30155767)
キーワードテラヘルツ/赤外材料・素子 / フォトニック結晶 / 微小共振器 / 応用光学・量子光工学 / 量子エレクトロニクス
研究概要

本研究ではTHz光照射により励起した物質中の特定モードのフォノンが,光学過程,特にコヒーレント相互作用にどのような影響を与えるのかという非常に興味深い研究を可能とするため,これまでほとんど例のないTHzポンプ-可視(近赤外)プローブ分光を実現しようとするものである.この目的のために以下の3つの工夫を行う.(1)THz光をポンプ光として照射したあとに、可視光域の縮退四光波混合(フォトンエコー)測定を行う.(2)共振器型THz帯1次元フォトニック結晶中にサンプルを導入することで,入射THz光の増強効果を得る.(3)共振器型可視帯1次元フォトニック結晶構造も同時に組み込むことで、縮退四光波混合過程そのものを増強する.
今年度は2年目までに結果を踏まえて(1)可視ポンプ-THzプローブ分光系にも応用可能な系の構築,(2)可視域1次元フォトニック結晶サンプルホルダーの作製(3)THzポンプ-可視プローブ分光のデモンストレーションを目標としたが,結果として主に(1)の研究を重点的に行った.まず化合物半導体であるGaAsをサンプルとして用いて,Tiサファイア再生増幅器から出る800mmの光で励起した後のTHz波透過特性を時間分解測定した.その結果,励起キャリアが生成された直後にTHz波の吸収が起こるためTHz波の透過強度が減少し,その後バンド間再結合過程に伴うTHz波透過強度の増大を観測できた.これは通常の過渡吸収測定により測定される緩和時定数と同程度であり,可視ポンプ-THzプローブ分光系が正常に動作していることの確認となった.またサンプルをよりバンドギャップが大きいGaPに変え,二光子吸収励起実験も行った.さらにサンプルとしてGaPを含む共振器型THz帯1次元フォトニック結晶を用いて同様の実験を行った結果,この構造でTHz波の高速変調が可能なことが明らかになった.

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] 非線形光学結晶を含む微小共振器からのテラヘルツ波発生2012

    • 著者名/発表者名
      鶴町徳昭, ほか
    • 雑誌名

      日本赤外線学会誌

      巻: Vol.22 ページ: 97-103

    • 査読あり
  • [学会発表] Observation of cavity polaritons in one-dimensional photonic crystal with organic dye J-aggregates2011

    • 著者名/発表者名
      K.Ishii, et al
    • 学会等名
      2011 International conference on solid state devices and materials (SSDM2011)
    • 発表場所
      Nagoya, Japan
    • 年月日
      2011-09-29
  • [学会発表] THz radiation from Fabry-perot microcavity with GaP crystal in strong excitation condition2011

    • 著者名/発表者名
      H.Shirai, et al
    • 学会等名
      The 2011 IQEC/CLEO Pacific Rim Conference
    • 発表場所
      Sydney, Australia
    • 年月日
      2011-08-29
  • [学会発表] TiO2-色素複合体の可視ポンプTHzプローブ分光2011

    • 著者名/発表者名
      多田有里, ほか
    • 学会等名
      日本物理学会・応用物理学会中四国支部大会
    • 発表場所
      鳥取大学,鳥取
    • 年月日
      2011-07-30
  • [学会発表] THz帯微小共振器を用いたTHz波の高強度化及び高感度検出化2011

    • 著者名/発表者名
      藤田勝也, ほか
    • 学会等名
      日本物理学会・応用物理学会中四国支部大会
    • 発表場所
      鳥取大学,鳥取
    • 年月日
      2011-07-30
  • [学会発表] THz帯微小共振器構造の可視ポンプ-THzプローブ分光2011

    • 著者名/発表者名
      白井英登, ほか
    • 学会等名
      日本物理学会・応用物理学会中四国支部大会
    • 発表場所
      鳥取大学,鳥取
    • 年月日
      2011-07-30
  • [学会発表] テラヘルツ領域におけるスプリットリング共振器の作製と評価2011

    • 著者名/発表者名
      鎌田政嗣, ほか
    • 学会等名
      日本物理学会・応用物理学会中四国支部大会
    • 発表場所
      鳥取大学,鳥取
    • 年月日
      2011-07-30
  • [学会発表] 有機高分子材料による2次の非線形光学材料の作製と評価2011

    • 著者名/発表者名
      白鳥成美, ほか
    • 学会等名
      日本物理学会・応用物理学会中四国支部大会
    • 発表場所
      鳥取大学,鳥取
    • 年月日
      2011-07-30
  • [学会発表] 有機色素J会合体を含む1次元フォ-トニツク結晶を用いた共振器ポラリトンの観測2011

    • 著者名/発表者名
      石井健太, ほか
    • 学会等名
      日本物理学会・応用物理学会中四国支部大会
    • 発表場所
      鳥取大学,鳥取
    • 年月日
      2011-07-30

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公開日: 2013-06-26  

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