研究内容


当研究室は、足立教授の光物性研究グループ(Spin-Optics Group)と,関川准教授の高強度光電場応用グループで構成されています.

固体光物性グループは特に,半導体ナノ構造における電子、正孔、励起子、原子核のスピン間の相互作用に着目した物性研究を行っています.今年度は以下の研究を精力的に行っています.

  • 単一半導体量子ドット中の光生成電子とドットを構成する原子核のスピン間相互作用の研究
  • 半導体量子ドット・量子リングの形状異方性と歪分布異方性による発光偏光状態の変化
  • 時間分解カー回転分光による半導体中の荷電励起子・残留電子のダイナミクス

上記の研究では,非常に感度の高い分光計測技術を必要としています.そのためそれら分光技術の開発にも積極的に取り組んでいます.

高強度光電場応用グループでは,超短パルスレーザーが生成する高強度光電場により引き起こされる、「高次高調波発生」という現象を中心に主題にして研究しています。高調波とは、入射レーザー光の周波数の整数倍の周波数を持つ光のことです。光電場に対する物質の非線形光学応答により生成されます。レーザー光が生成する光電場が物質中のクーロン電場に匹敵するほど大きな場合、非常に高次の高調波が発生され、「高次高調波」と呼ばれます。
高次高調波は、次の二つの観点から注目されています。

  1. アト秒パルス発生
  2. コヒーレント極端紫外・軟X線光源

1については、可視光の超短パルスレーザーはフェムト秒が時間幅の原理的限界になっていますが、波長が短い極端紫外・軟X線光を使うと更に時間幅の狭いアト秒パルスを発生することができます。現在、アト秒パルス光の発生とその計測法の研究を行っています。今後、アト秒時間領域でのダイナミクスの研究に発展していく予定です。2については、高次高調波はコヒーレントな超短パルス極端紫外・軟X線光源で、他に同様な光源がないため、その応用が期待されています。コヒーレントな極端紫外・軟X線光を使うと、物質の電子状態を測定したり、微細構造の計測、イメージングなどが行えます。現在、高次高調波を使いやすい光源とする研究を進めています。

極限量子光学研究室