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Mar 29, 2023

コヒーレントフォノン

7 marzo 2023 Questo articolo

2023 年 3 月 7 日

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中国科学院、張南南著

中国科学院合肥物理科学研究所（HFIPS）のSheng Zhigao教授率いる研究者らは、超高速時間分解ポンプ検出技術を用いて、チタン酸ストロンチウムの超高速コヒーレントフォノンによって誘起されるギガヘルツ（GHz）周波数複屈折変調を実現した。 (SrTiO3) 結晶。

研究者らによると、動作周波数は市販の光弾性変調器のカットオフ周波数よりもはるかに高いことが判明したという。

この研究は『Advanced Science』誌に掲載された。

複屈折を持つ特殊な素材が光を形作ることができます。 複屈折変調技術に基づく光弾性変調器は、現代の光学技術の中核コンポーネントの 1 つです。 現在、ほとんどの光弾性変調器は、圧電材料によってもたらされる機械的応力を利用して光弾性結晶を駆動し、複屈折変調を実現しています。その動作周波数は、一般にキロヘルツ (kHz) のオーダーである光弾性/圧電結晶の共振周波数によって制限されます。 。 したがって、複屈折材料と動作周波数 GHz の変調技術の開発が急務となっています。

この研究の責任著者であるSheng Zhigao氏は、「我々は、ペロブスカイトSrTiO3結晶の超高速コヒーレントフォノンによって誘起されるGHz光複屈折効果を発見し、それを光学的に操作した」と述べた。 。」

まず、超高速レーザーパルスを使用して、トランスデューサー/SrTiO3 ヘテロ構造内に低減衰のコヒーレント音響フォノンを生成しました。

一連の材料をスクリーニングした結果、LaRhO3 半導体薄膜をトランスデューサーとして使用すると、比較的高い光子-フォノンエネルギー変換効率が得られることがわかりました。

次に、最適化されたヘテロ構造では、超高速コヒーレント音響フォノンが応力に敏感な SrTiO3 結晶に GHz 周波数の光複屈折を誘起できることがわかりました。

さらに、研究者らは、ダブルポンプ技術を使用して、コヒーレントフォノンとそれらによって誘導されるGHz複屈折の光学的操作を実現した。

この発見は、超高速光複屈折変調のメカニズムを明らかにし、高周波 GHz 音響光学デバイスの応用のための技術的基盤を提供します。

詳しくは： Tao Sun 他、SrTiO 3 におけるコヒーレントフォノン誘起ギガヘルツ光複屈折とその操作、Advanced Science (2023)。 DOI: 10.1002/advs.202205707

雑誌情報:先端科学

中国科学院提供