量子格子系における非線形局在励起の研究

Material type: 文書・図像類

Author: 佐藤, 政行ほか

Publisher: 金沢大学理工研究域数物科学系

Publication date: 2009-03

Material Format: Digital

Capacity, size, etc.: -

NDC: -

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Note (General)：: 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...

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Material Type: 文書・図像類
Title: 量子格子系における非線形局在励起の研究
Author/Editor: 佐藤, 政行
Sato, Masayuki
Author Heading: 佐藤, 政行
Sato, Masayuki
Publication, Distribution, etc.: 金沢大学理工研究域数物科学系
Publication Date: 2009-03
Publication Date (W3CDTF): 2009-03
Alternative Title: Study of Intrinsic Localized Modes in Quantum Lattices
Periodical title: 平成19(2007)年度科学研究費補助金基盤研究(B) 研究成果報告書 = 2007 Fiscal Year Final Research Report
No. or year of volume/issue: 2006-2007
Volume: 2006-2007
Pages: 49p.-
Text Language Code: jpn
Subject Heading: 非線形局在励起
テラヘルツ分光
遠赤外分光
4波混合分光
レーザー分光
格子振動
誘電体
Intrinsic Localized Modes
Terahertz Spectroscopy
Far-infrared Spectroscopy
Four-wave Mixing Spectroscopy
Laser Spectroscopy
Lattice Vibration
Dielectric materials
Target Audience: 一般
Note (General): 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。
A THz nonlinear four wave mixing spectrometer has been developed for studies of intrinsic localized modes of phonon vibration in solids. A FIR laser excited by a TEA laser, a CW FIR laser excited by a carbon dioxide gas laser, a titanium-sapphire laser, Fourier spectrometers have been modified, converted and upgraded. Those equipments have been operated.From theoretical consideration of the time-resolved four wave mixing spectroscopy using above lasers, it has been concluded that the frequency of the FIR laser has to be coincide with a n-th harmonics of a repetition frequency of the titanium-sapphire laser. A cavity length of the titanium sapphire laser must be adjusted to achieve the coincidence of those frequencies. The adjustment of the cavity length is estimated to be within 100mm, and the adjustment with such length will be possible. In this study, we haven't achieved a full development of the four-wave mixing spectrometer with synchronized FIR and titanium-sapphire lasers, partia lly because of this unexpected synchronizing problem and because of a failure of an excitation laser of the titanium laser. However, we have been expecting that the development will be completed and four-wave mixing spectra of solids will be measured. It is also expected that problems of phase transition phenomena of solids like dielectrics will be well studied from the point of view of the nonlinear intrinsic localized modes.Intrinsic localized modes based on a 3rd order nonlinearity have been experimentally observed in antiferromagnets and MEMS oscillators. Measurements of four wave-mixing spectra and discovery of sideband resonant structure are very powerful tools in those studies. In this study, we have speculated that the origin of the sideband resonant structure is the fact that the cross nonlinear resonant frequency shift is always larger than the auto nonlinear resonant frequency shift. We have also speculating that the same mechanism keeps the shape of such nonlinear localized modes. We have confirmed that similar sideband structure appears for the intrinsic localized modes based on a 2nd order nonlinearity, that is expected for lattice vibrations of solid lattices.
研究課題/領域番号:18340086, 研究期間(年度):2006-2007
出典：「量子格子系における非線形局在励起の研究」研究成果報告書　課題番号18340086 (KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）)　　　本文データは著者版報告書より作成
DOI: 10.24517/00052888
Source: https://kanazawa-u.repo.nii.ac.jp/?action=repository_action_common_download&item_id=46556&item_no=1&attribute_id=26&file_no=1
https://kanazawa-u.repo.nii.ac.jp/?action=repository_action_common_download&item_id=46556&item_no=1&attribute_id=26&file_no=1
Access Restrictions: 限定公開
Rights (production): CC BY-NC-ND
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https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18340086/
https://kaken.nii.ac.jp/report/KAKENHI-PROJECT-18340086/183400862007kenkyu_seika_hokoku_gaiyo/
Data Provider (Database): 国立情報学研究所 : 学術機関リポジトリデータベース（IRDB）（機関リポジトリ）
https://irdb.nii.ac.jp
Original Data Provider (Database): 金沢大学 : 金沢大学学術情報リポジトリKURA