学位論文 差周波2フォノン励起による超広帯域光発生

名原, 大翔  ,  ナハラ, ヒロカ

pp.1 - 45 , 2015-03-25 , The University of Electro-Communications
内容記述
超短パルス光を発生させるために、誘導ラマン散乱を用いた超広帯域光発生の研究を行った。通常、誘導ラマン散乱における反ストークス光はフォノンの振動数だけ間隔が離れた線スペクトルとなる。本研究室では以前、第一ブリルアンゾーン境界における2 つの光学フォノンの差周波で励起する実験が行われた[1]。その結果、ストークス光が抑制され、反ストークス線も消失し、反ストークス側には、半値全幅で 4, 000 cm-1 の帯域幅を持った連続スペクトルが観測された。一方、ストークス側には、励起光で与えた周波数差に等しい間隔でサイドバンドが並んだ。この間隔は、フォノンの差周波に相当すると考えている。本研究は、観測されたフォノンの差周波を、狭帯域光で励起することにより、より詳しくフォノンモード結合を調べることを目的とした。本研究では、Chemical Vapor Deposition(CVD) ダイヤモンドを利得媒質とした内部共振器型ラマンレーザーを構成して実験を行う計画である。差周波2フォノン励起を行うためには、光学フォノンの差周波に相当する周波数差を持った2 色励起光が必要である。また、その発振周波数の揺らぎが、ダイヤモンドの線幅以内に抑えられている必要がある。さらに、誘導ラマン散乱を発生させるためには、MW 級の大きなパワーが必要であり[2]、増幅を行う必要がある。そのため、増幅器に合わせた波長域の光源が必要である。本研究では、Vertical Cavity Surface Emitting Laser (VCSEL)を光源とする狭帯域2波長レーザーを構成した。VCSEL は共振器長が短いため、広い周波数範囲で単一モード発振させることが可能である。VCSEL の発振波長は、温度によって制御されている。つまり、温度が揺らぐと、発振波長も揺らぐ。VCSEL の発振周波数の温度依存性を測定し、また時間に対する温度の揺らぎを測定することで、1 時間、発振周波数が実験において許容される範囲内で安定したことを示した。今後は、再生増幅器を用いた増幅を行うことを計画している。そして、差周波励起の実験を行うことが目標である。

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