光パルスによるコヒーレントマグノンとソリトンの生成・検出

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12874035
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 河本 敏郎 神戸大学, 理学部, 助教授 (70192573)
• Keywords: 磁気素励起 / 光誘起磁化 / 偏光分光

Research Abstract

1.磁気素励起の存在を偏光の変化として光学的に検出するための高感度な検出器ポラリメーターを製作した。プローブ光を偏光ビームスプリッターで分けて2つのフォトダイオードで受け、それらの光電流の差をとることにより、微小角のファラデー回転を検出できるようになっている。磁気的円偏光二色性を利用する場合は、1/4波長板を通し偏光面の回転に変換してファラデー回転と同様にして検出することができる。
2.光学ディレイラインを組んでプローブ光を高精度で遅延させ、パソコンで制御された時間分解能1ピコ秒以下のポンプ・プローブ検出システムを製作した。光源は現有のサブピコ秒パルスレーザーを使用した。また、ポンプ光の偏光の向きを光弾性変調器でスイッチし、ロックインアンプを用いた高感度な検出を行うことができるようにした。
3.典型的な反強磁性体であるMnF_2において、マグノンを生成・検出する実験を行った。マグノンサイドバンド(コールドバンド,〜541nm)の選択則を利用したパルスレーザー光による偏光選択励起を行って片方の部分格子のみにマグノンを生成し、プローブ光のファラデー回転としてマグノンを検出することを試みたが、現在のところマグノンの検出信号は得られていない。
4.硫酸マンガン水溶液において、偏光を利用したポンプ-プローブ法を用いて、マンガンイオンの基底状態の光誘起磁化を生成し、ピコ秒・フェムト秒領域の磁化をの減衰を観測した。磁場を加えると或いは濃度を薄めると緩和時間が長くなることがわかった。この結果は、磁化の減衰がマンガンイオン間の磁気的双極子相互作用によるスピン交差緩和であることを示唆している。

Research Products

• [Publications] S.Furue: "Optically-induced magnetization and spin cross relaxation in an aqueous solution of manganese ions"Proc.7th Int.Workshop on Femtosecond Technology. 182 (2000)
• [Publications] S.Furue: "Optically-induced magnetization and spin cross relaxation in aqueous solutions of transition-metal ions"Proc.CLEO/Pacific Rim 2001. (in press). (2001)