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超短パルス(ちょうたんパルス、)は、数ピコ秒以下の時間的オーダーの電磁パルス。2014年現在はフェムト秒( 秒)からアト秒( 秒)の時間的オーダーのものを言うことが多い(光学機器の発達に伴い年々パルス幅は短くなっている)。 超短パルスは光学スペクトルが広がっており、モード同期したレーザー発振器で発生する。 空気を含めた様々な物質で非線形な相互作用を引き起こす強度がある事がある。この過程は非線形光学の分野で研究されている。 ==定義== 超短パルスに対応する電場はパルスの中心波長に対応した角振動数で振動している。電場E(t)は複素数を含んだ式で表せる。形式的には、実関数に対応した複素表現で記述される。 このとき角周波数は通常、複素数を含んだ式で表し、強度の関数I(t)と位相の関数ψ(t)は分けて記述できる: 周波数領域での複素数を含んだ電磁場の記述はE(t)のフーリエ変換で記述できる: の項があるので、はを中心とし、ただ単にと書くだけでのこと指し示す事が一般的である。 時間領域で表されるだけでなく、強度と位相の関数は周波数領域でも定義できる: S(ω)はパルスのスペクトル密度(またはただ単にスペクトル)を表す量で、φ(ω)はスペクトル位相を表す。φ(ω) が定数の時、パルス幅は、そのスペクトルにおいて許される最短の幅になり、これをフーリエ限界という。また、φ(ω)が二次関数の時、時間が経つにつれて周波数が増加または減少する。これをチャープするという。そのようなチャープは例えばガラスのような物質を、パルスが伝播するときに起こる事がある。チャープが起こる要因は、物質の分散による。 電磁波の強度を表す関数とは、パルスの時間幅とスペクトルの幅を決定する。不確定性原理からパルス幅とスペクトル幅の積(時間帯域幅積と呼ばれる)は一定値以上の値をとる。その最小値はパルス幅とパルスの形状によって決まる。最小の時間帯域幅積、つまり最も短いパルスはフーリエ限界のパルスである。一方時間帯域幅積の値が高いパルスは、より複雑なパルスである。 抄文引用元・出典: フリー百科事典『 ウィキペディア(Wikipedia)』 ■ウィキペディアで「超短パルス」の詳細全文を読む スポンサード リンク
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