第660回レーザー科学研究所コロキウム

●日時(Date):
2026年 1月 16日 (金) 15時 00分～ 16時 00分

○場所(Place):
レーザー科学研究所研究棟4F 大ホール

●講演者(Speaker):
内田健人 (京大院理)

○題目(Title):
固体における極端非線形光学応答の探索

●概要(Abstract):
　光と物質の相互作用エネルギーが物質の典型的なエネルギーと同程度となる領域で生じる光学現象は端非線形光学現象と呼ばれ、摂動論では記述できない実時間電子ダイナミクスを反映した特異な応答が期待される。
　極端非線形光学現象で最も典型的なものが、高次高調波発生である。高次高調波発生は励起光子エネルギーの整数倍の光子エネルギーでコヒーレントな放射が生じる現象である。高次高調波は希薄原子ガス系で初めて観測されて以来、アト秒科学の発展に寄与してきた[1]。近年では、赤外光源の進展に伴い固体を対象とした高次高調波の研究が進んでいる[2]。原子系の高調波が、トンネルイオン化した自由電子の光駆動ダイナミクスによって特徴づけられる一方、結晶性固体ではバンド中電子のダイナミクスが高調波の特性を決定している。実際、固体固有の電子構造を反映した応答が高次高調波に現れることがこれまで明らかとなっている。
我々の研究グループは、これまで固体材料それぞれの固有の極端非線形光学応答の探索を行ってきた[3-5]。本発表では、特に２次元層状半導体の束縛された電子正孔対状態である励起子を対象として高強度な赤外光を照射した際に生じる動的な多光子共鳴に伴うコヒーレント放射現象を紹介する[6]。また、高次高調波の時間情報を取り出すことを目的として新たに開発したホモダイン型高次高調波検出系に関しても触れ[7]、今後の展望も時間が許せば議論したい。

[1] F. Krausz and Misha Ivanov, Rev. Mod. Phys. 81, 163(2009).
[2] S. Ghimire, and D. A. Reis. Nat. Phys. 15, 10 (2019).
[3] K. Uchida, V. Pareek, K. Nagai, K. M. Dani, K. Tanaka Physical Review B, 103, L161406(2021).
[4] K. Uchida, G. Mattoni, S. Yonezawa, F. Nakamura Y. Maeno, K. Tanaka, Phys. Rev. Lett. 128, 127401 (2022).
[5] K. S. Takeda, K. Uchida, K. Nagai, S. Kusaba, K. Tanaka, Phys. Rev. Lett. 132, 186901(2024).
[6] K. Uchida, S. Kusaba, K. Nagai, T. N. Ikeda, K. Tanaka Sci. Adv. 8, eabq7281 (2022).
[7] K. Uchida, K. Tanaka, Optica, 11, 1130 (2024).
　
○連絡先(Contact Person):
中嶋誠