4.4.3 Frequency Dependence of the Light-Dressed
Spectrum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
4.4.4 Light-Dressed Spectra at Finite Temperatures . . . . . . . . . 93
4.4.5 Effects of the Dressing-Field Turn-On Time
on the Light-Dressed States . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
4.5 Summary and Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
5 Coherent Nonlinear Processes in Metal-Semiconductor Hybrid
Nanostructures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
Parinda Vasa
5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
5.2 Linear Optical Response of Metal-J-Aggregate Hybrid
Nanostructures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
5.3 Polariton Dynamics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
5.4 Real-Time Observation of Rabi Oscillations . . . . . . . . . . . . . . . . 113
5.5 Optical Starck Effects in Hybrid Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
5.6 Other Coherent Interactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
5.7 Emerging Trends and Outloook . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
6 Coherent Control of Nonadiabatic Dynamics of Electron-Phonon
Systems by Quantized Light Field . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
Kunio Ishida
6.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
6.2 Model and Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
6.3 Calculated Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
6.4 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
7 Application of CR-39 Solid State Nuclear Track Detectors
to Laser-Driven Ion Acceleration Experiments . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
Masato Kanasaki, Tomoya Yamauchi, Keiji Oda, and Yuji Fukuda
7.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
7.2 Fundamentals of the SSNTDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
7.2.1 Introduction to CR-39 Detectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
7.2.2 Etch Pit Growth Behaviour . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
7.2.3 Determination of the Range of an Ion in an SSNTD . . . . 139
7.2.4 Proof-of-Principal Experiments of Range Determination
Using CR-39 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
7.3 Application of CR-39 Detectors to Measurements
of Laser-Accelerated Ions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
7.3.1 Experiments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
7.3.2 Energy Spectra of Laser-Accelerated Ions . . . . . . . . . . . . 143
Contents
ix
Spectrum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
4.4.4 Light-Dressed Spectra at Finite Temperatures . . . . . . . . . 93
4.4.5 Effects of the Dressing-Field Turn-On Time
on the Light-Dressed States . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
4.5 Summary and Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
5 Coherent Nonlinear Processes in Metal-Semiconductor Hybrid
Nanostructures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
Parinda Vasa
5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
5.2 Linear Optical Response of Metal-J-Aggregate Hybrid
Nanostructures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
5.3 Polariton Dynamics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
5.4 Real-Time Observation of Rabi Oscillations . . . . . . . . . . . . . . . . 113
5.5 Optical Starck Effects in Hybrid Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
5.6 Other Coherent Interactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
5.7 Emerging Trends and Outloook . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
6 Coherent Control of Nonadiabatic Dynamics of Electron-Phonon
Systems by Quantized Light Field . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
Kunio Ishida
6.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
6.2 Model and Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
6.3 Calculated Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
6.4 Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
7 Application of CR-39 Solid State Nuclear Track Detectors
to Laser-Driven Ion Acceleration Experiments . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
Masato Kanasaki, Tomoya Yamauchi, Keiji Oda, and Yuji Fukuda
7.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
7.2 Fundamentals of the SSNTDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
7.2.1 Introduction to CR-39 Detectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
7.2.2 Etch Pit Growth Behaviour . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
7.2.3 Determination of the Range of an Ion in an SSNTD . . . . 139
7.2.4 Proof-of-Principal Experiments of Range Determination
Using CR-39 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
7.3 Application of CR-39 Detectors to Measurements
of Laser-Accelerated Ions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
7.3.1 Experiments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
7.3.2 Energy Spectra of Laser-Accelerated Ions . . . . . . . . . . . . 143
Contents
ix
