University of Texas at Austin, USA(1981)
研究領域: 原子分子物理 、非線性光學、凝體物理〔實驗〕
目前正在進行中的研究工作是原子的吸收光譜,非線性光學,以及建立中的 高解析度光譜分析實驗。
原子受到光的照射後,會有吸收、游離與散射等物理作用; 在吸收過程中 ,由於入射光的頻率不同,原子中的電子會有不同程度的反應。這個效果 透露出原子內部的能量結構,當價電子數不只一個時,電子和電子之間的 相互作用會呈現在光子的吸收上,於是在原子的游離能階之上,會出現一系 列的共振能階。這些實驗會用到同步輻射作為光源。
在光的散射過程中,有彈性散射與非彈性散射。彈性散射即瑞里散射 (Rayleigh scattering),非彈性散射包括布里洛散射,(Brillouin scattering) 和拉曼 散射 (Raman scattering)。我們正在建立布里洛散射系統,它是源自光散射 時和原子的熱運動模式耦合而造成了能量的微小變化;所以布里洛散射 經過高解析度光譜分析,可以得出偏移的能量。這個偏移量是原子周遭 環境的影響,可用以研判原子周邊的物質結構。將和本系賴山強教授合 作研究凝態物質在玻璃相變溫度附近原子的結構變化,這個實驗配合理 論可以更深入地瞭解物質相變的過程。
非線性光學則是跳出傳統的反應模式,在高功率雷射造成的環境中,原 子的反應除了上述的一些傳統反應之外,還會有更寬廣的能量反應。最 典型的例子,就是多光子吸收和參數震盪(parametric oscillation)。這些效應 造就了近年來雷射工業的快速成長,各式波長的雷射光產生的原理中都 或多或少用到了前二種非線性的光學效應。
我們的研究集中在瞭解強光場中的原子到底做了些什麼樣的反應?結果 是四波混頻(four wave mixing),六波混頻(six wave mixing),超拉曼散射 (hyper electronic Raman scattering),高階拉曼散射(high order Raman scattering)。 琳琳總總很多的反應,其中有不少現象到目前還無法掌握它的成因, 正在做進一步的觀測。
實驗室中還有一套超快脈衝染料雷射,目前的光脈衝寬度為16皮秒, 用來做物質的時間反應最合用。現在正在測半導體砷化鎵的受激光譜 ,將配合電機系綦振瀛老師的分子磊晶系統進行磊晶材料中的張力層 (strain layer) 結構的時間反應。