ナノスケールの固体物質における高次高調波発生
【研究キーワード】
高次高調波発生 / 超短パルスレーザー / 非線形光学 / 強電場現象 / プラズモニクス / アト秒科学 / ナノマテリアル
【研究成果の概要】
高次高調波発生(HHG)とは，超短パルスの強い光電場によって物質から次数の高い高調波が発生する現象である．本研究では，プラズモニクスによる光のナノ局在を用いて，固体物質のナノ空間からのHHGを実現すること，また，HHGを用いた物性計測法の創出に資する知見を得ることを目的とした．前者に関しては，誘電体結晶中に強い増強電場が形成されるような金属-誘電体素子を設計・作製し，ナノ増強場によるHHGを実現した．後者に関しては，GaSe結晶を用いてバンドギャップを大きく超える波長域のHHG観測に成功し，理論解析を通して発生機構および高調波波形に関する知見を得た．
【研究の社会的意義】
固体物質における高強度場現象は，光電場に追随するほどの超高速性と，バンド構造に由来する応答の多彩さおよび巨大さゆえ，21世紀の非線形光学として豊かな学術分野を形成し，新規光源や超高速光エレクトロニクスなどの応用を生み出すと期待される．
本研究で得られた知見は，固体物質における高強度場現象の学理構築に貢献するとともに，固体物質の電子状態・結晶構造の全光学的計測法の創出に資するものである．また，プラズモンナノ増強場によるHHGの達成は，広帯域な超短パルス・ナノ光源やHHGの小型化・高繰り返し化への道筋を示した点で応用上も重要である．以上の通り，本研究成果は学術的および応用上も大きな意義を有する．
【研究代表者】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2018-06-29 - 2020-03-31
【配分額】6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)