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2016 年度 実績報告書

2光子吸収型全光スイッチへの非縮退な2光に対する3次非線形感受率テンソルの研究

研究課題

研究課題/領域番号 26420268
研究機関千葉大学

研究代表者

坂東 弘之  千葉大学, 大学院融合科学研究科, 助教 (70298149)

研究分担者 松末 俊夫  千葉大学, 大学院融合科学研究科, 講師 (20209547)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード2光子吸収 / 光物性 / 光スイッチ / 光非線形デバイス
研究実績の概要

本研究では,フェムト秒レーザー2光を使用するため,新たにフェムト秒レーザ(波長λ=1550 nm)の立上げを行い,今まで使用してきたフェムト秒レーザー測定系に組み入れた。そして,構築した測定系を使用した1光束にて,InPの3次非線形感受率テンソル(3成分)の虚部の値を,波長1640nm-1800nmにて測定した。このとき,我々の提案した楕円偏光とZ-scan法を組合わせた測定方法と導出した解析式を用いることにより,従来の値よりも有効数字が1桁半ほど精密に決定することが出来た。最終年度では,更なる除振対策や温度変化対策,測定条件の精査を行うことでノイズが低減し,測定困難であった3次非線形感受率テンソルの実部測定も行うことができた。
次に,2光の偏光状態の組み合わせを,ポンプ光を円偏光,プローブ光を直線偏光とした,2光束による2光子吸収特性を波長1640nm-1800nmにて測定した。プローブ光の偏光方向を変え,2光子吸収特性の偏光方向依存性を測定した。その結果,最終年度にて得られた偏光方向依存性は,先に1光束にて求められた3次非線形感受率テンソルの値を適用することで,2光束の場合でも非常によく再現できた。
また,汎用物理シミュレーションソフトを用いて,マクセル方程式に3次非線形感受率テンソルを用いた分極の表式を自分ら記述することで,2光子吸収やその偏光状態依存性などをシミュレーションすることが可能となった。さらにワークステーションを新たに購入したことにより,大規模かつ詳細に2光子吸収のシミュレーションが行えるようになった。
最終年度では,上記の測定結果とシミュレーション結果とが,1光束の場合も2光束の場合も,そしてそれらの偏光依存性なども,非常によく一致することを示した。このことにより,求められた3次非線形感受率テンソルの値の正確さ,我々の解析モデルや導出式の正しさなどが示された。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち謝辞記載あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] 半導体の3次非線形感受率テンソル測定と2光子吸収シミュレーション2016

    • 著者名/発表者名
      坂東弘之,李修平,諸岡明徳,大石真樹,松末俊夫
    • 雑誌名

      計算工学講演会論文集

      巻: 21 ページ: D-8-5-1, -5

    • 謝辞記載あり
  • [学会発表] 薄膜多重反射の2光子吸収への影響のシミュレーション2017

    • 著者名/発表者名
      諸岡明徳,大石真樹,松末俊夫,坂東弘之
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2017-03-14 – 2017-03-17
  • [学会発表] 表面弾性波によるGaAs表面の誘電率変化2017

    • 著者名/発表者名
      吉田直由,飯田成,松友知将,坂東弘之,松末俊夫
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2017-03-14 – 2017-03-17
  • [学会発表] COMSOL Multiphysicsを用いた2光子吸収シミュレーションと3次非線形感受率テンソルの測定2016

    • 著者名/発表者名
      坂東弘之,諸岡明徳,大石真樹,松末俊夫
    • 学会等名
      COMSOL CONFERENCE TOKYO 2016
    • 発表場所
      秋葉原UDX(東京都・秋葉原)
    • 年月日
      2016-12-09 – 2016-12-09
  • [学会発表] InP(110)バルクにおける楕円偏光と円偏光の2光束による2光子吸収の偏光状態依存性2016

    • 著者名/発表者名
      石島孝章,大石真樹,松末俊夫,坂東弘之
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県・新潟市)
    • 年月日
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [学会発表] InP厚膜におけるZ-scan法による非線形屈折率の測定条件の検討2016

    • 著者名/発表者名
      池田優輝,三谷智也,大石真樹,松末俊夫,坂東弘之
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県・新潟市)
    • 年月日
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [学会発表] GaAs基板上櫛型電極による表面弾性波のRF励振特性-電極指による弾性波の反射や不規則性の影響2016

    • 著者名/発表者名
      三橋大地,松友知将,坂東弘之,松末俊夫
    • 学会等名
      第77回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県・新潟市)
    • 年月日
      2016-09-13 – 2016-09-16
  • [学会発表] Measurement of Polarization Dependence of Two-Photon Absorption Coefficient β in InP Using Extended Z-scan Technique for Thick Materials2016

    • 著者名/発表者名
      Masaki Oishi, Hiroyuki Bando, Tomohisa Shinozaki, Hikaru Hara and Toshio Matsusue
    • 学会等名
      Compound Semiconductor Week 2016 (ISCS/IPRM))
    • 発表場所
      Toyama International Conference Center, Toyama (Japan)
    • 年月日
      2016-05-31 – 2016-06-02
    • 国際学会
  • [学会発表] 半導体の3次非線形感受率テンソル測定と2光子吸収シミュレーション2016

    • 著者名/発表者名
      坂東弘之,李修平,諸岡明徳,大石真樹,松末俊夫
    • 学会等名
      第21回計算工学講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県・新潟市)
    • 年月日
      2016-05-31 – 2016-06-02

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公開日: 2018-01-16  

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