第五分科会

タイトル

「非線形光学効果を用いると何ができるのか?ー高調波発生からテラヘルツ STM までー」

• 講師：片山 郁文 先生（横浜国立大学, 教授）研究室HP1　研究室HP2

• 担当：木下　絵里加 (京都大学 理化学研究所 田原研究室D1)

• 担当 連絡先：sec5_at_ymsa.jp 

 紹介文

超短パルスレーザー技術の出現により、瞬間的に非常に高い強度を持つ光を発生させることができるようになり、物質の本質である様々な非線形応答が観測できるようになってきました。一方で非線形効果は極めて多様であり、それらを理解するためには光と物質の相互作用をどのように取り扱い、その結果どのような現象が現れるかを整理し、理解する必要があります。本講義では、光の基本的な方程式であるマックスウェル方程式と、物質を表す様々な方程式に立ち返り、それらを用いて物質の光応答を記述する方法論を学びます。特に光と物質の相互作用を扱う際にどのような近似が行われているかや、物質対称性が応答にもたらす影響などを中心に解説し、摂動論の範囲から非摂動論的な光学応答まで実例を交えつつ解説したいと考えています。分子科学を追究する上でも、レーザーを用いた様々な分光手法は重要なツールとなっていますが、その基礎が理解できるようになることを目指します。また、テラヘルツ時間領域分光法、シングルショット分光法、テラヘルツ走査トンネル顕微鏡などの最新の研究についての実例を交えて解説できればと考えています。

講義概要（予定）

1.電気双極子近似と物質中のマックスウェル方程式

2.線形分極の古典的モデル　

3.線形感受率と量子論的モデル

4.線形分光法

5.非線形分極と対称性

6.位相整合条件と波長変換

7.テラヘルツ時間領域分光法の基礎と応用

8.高次の非線形性と非線形感受率

9.非線型感受率と摂動論

10.非摂動論とシングルショット分光法

11.光電場駆動現象

12.光電場駆動現象の応用 ~THz-STM を例として~