著者

Hase Muneaki Katsuragawa Masayuki Constantinescu Anca Monia Petek Hrvoje

出版者

Nature Publishing

雑誌

Nature photonics (ISSN:17494893)

巻号頁・発行日

vol.6, no.4, pp.243-247, 2012-04

被引用文献数

58 12

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High-order nonlinear light–matter interactions in gases enable the generation of X-ray and attosecond light pulses, metrology and spectroscopy1. Optical nonlinearities in solid-state materials are particularly interesting for combining optical and electronic functions for high-bandwidth information processing2. Third-order nonlinear optical processes in silicon have been used to process optical signals with bandwidths greater than 1 GHz (ref. 2). However, fundamental physical processes for a silicon-based optical modulator in the terahertz bandwidth range have not yet been explored. Here, we demonstrate ultrafast phononic modulation of the optical index of silicon by irradiation with intense few-cycle femtosecond pulses. The anisotropic reflectivity modulation by the resonant Raman susceptibility at the fundamental frequency of the longitudinal optical phonon of silicon (15.6 THz) generates a frequency comb up to seventh order. All-optical >100 THz frequency comb generation is realized by harnessing the coherent atomic motion of the silicon crystalline lattice at its highest mechanical frequency.

著者

Hase Muneaki Katsuragawa Masayuki Constantinescu Anca Monia Petek Hrvoje

出版者

IOP Publishing Ltd

雑誌

New journal of physics (ISSN:13672630)

巻号頁・発行日

vol.15, no.5, pp.055018, 2013-05

被引用文献数

21 2

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The coherent modulation of electronic and vibrational nonlinearities in atoms and molecular gases by intense few-cycle pulses has been used for high-harmonic generation in the soft x-ray and attosecond regime, as well as for Raman frequency combs that span multiple octaves from the terahertz to petahertz frequency regions. In principle, similar high-order nonlinear processes can be excited efficiently in solids and liquids on account of their high nonlinear polarizability densities. In this paper, we demonstrate the phononic modulation of the optical index of Si and GaAs for excitation and probing near their direct band gaps, respectively at ~3.4 and ~3.0 eV. The large amplitude coherent longitudinal optical (LO) polarization due to the excitation of LO phonons of Si (001) and LO phonon–plasmon coupled modes in GaAs (001) excited by 10 fs laser pulses induces effective amplitude and phase modulation of the reflected probe light. The combined action of the amplitude and phase modulation in Si and GaAs generates phonon frequency combs with more than 100 and 60 THz bandwidth, respectively.

著者

北島 正弘 長谷 宗明 Petek Hrvoje

出版者

一般社団法人日本物理学会

雑誌

日本物理學會誌 (ISSN:00290181)

巻号頁・発行日

vol.59, no.12, pp.888-892, 2004-12-05

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フェムト秒レーザー技術の進歩により種々の物質でコヒーレントに励起された格子振動や分子振動を実時間領域で観測でぎるようになった.しかし,100 fs(1 fs=10^<-15>秒)以下に現れるコヒーレントフォノン生成のダイナミクスは未知の研究領域であり,光励起キャリアとフォノンの強い相互作用の観測が期待できる.我々は10 fsの超短パルスレーザーを用いることにより,シリコンのコヒーレントフォノンの発生,およびコヒーレントフォノンの発生前の信号の中から光励起キャリア系とフォノン系との結合によるファノ干渉を実時間で明確に観測することに成功した.その結果の詳細および物理的意義等について紹介する.

著者

北島 正弘 長谷 宗明 Petek Hrvoje

出版者

一般社団法人日本物理学会

雑誌

日本物理學會誌 (ISSN:00290181)

巻号頁・発行日

vol.59, no.12, pp.888-892, 2004-12-05

参考文献数

15

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フェムト秒レーザー技術の進歩により種々の物質でコヒーレントに励起された格子振動や分子振動を実時間領域で観測でぎるようになった.しかし,100 fs(1 fs=10<SUP>-15</SUP>秒)以下に現れるコヒーレントフォノン生成のダイナミクスは未知の研究領域であり,光励起キャリアとフォノンの強い相互作用の観測が期待できる.我々は10 fsの超短パルスレーザーを用いることにより,シリコンのコヒーレントフォノンの発生,およびコヒーレントフォノンの発生前の信号の中から光励起キャリア系とフォノン系との結合によるファノ干渉を実時間で明確に観測することに成功した.その結果の詳細および物理的意義等について紹介する.