強光子場とパルス整形技術による分子操作と量子過程制御

使用强光子场和脉冲整形技术进行分子操纵和量子过程控制

• 批准号: 14077206
• 负责人: 酒井 広文
• 金额: $ 17.86万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14077206/
• 关键词: 永久双極子モーメント; 誘起双極子モーメント; 分子の配列と配向; 量子過程の最適制御; 2次元イオン画像; 断熱領域と非断熱領域; ポンプ-プローブ実験; 回転波束; 分子の配向と配列; 高次高調波発生; コヒーレント極短波長光源; 高調波とイオンの同時計測; 量子干渉効果; パルス整形技術; 遺伝的アルゴリズム; 時間に依存した偏光パルス; トンネルイオン化; 分子配向・配列; 多光子イオン化

(1)静電場とレーザー電場の併用による分子の配向度の増大本研究グループでは、レーザー技術に基づいた分子操作と配列あるいは配向した分子試料を用いた応用実験を進めている。分子の配向については、静電場とレーザー電場の併用により、既に1次元的および3次元的な分子の配向が可能であることの原理実証実験に成功した。しかし、配向した試料分子を応用実験に利用するためには、配向の度合いを増大させることが重要である。昨年度までに、比較的高い静電場強度でも安定に動作する装置を新たに設計・開発し、装置がほぼ設計どおりに動作することを確認した。今年度は、クラスターが形成されにくいHe中に5%に希釈されたOCS分子を試料とし、背圧10気圧、静電場4.4kV/cm、レーザー光のピーク強度4.1x10^<12>W/cm^2の条件で、原理実証実験で得られたよりも高い配向度を実現することに成功した。(2)分子内量子過程のフィードバック型最適制御技術の高度化と非断熱分子配列への適用2次元イオン画像をフィードバック用の信号として用いる技術を開発し、非断熱領域の分子配列の最適制御に適用した。N_2分子を試料とし、ポンプ光のエネルギーが一定の条件でhalf revival付近の配列度を最大化するようにフィードバックをかけた。その結果、最適パルスとして単一の超短パルスが得られるときと、強度のほぼ等しいダブルパルス(個々のピーク強度は単一パルスの半分以下)が得られるときがあることが分かった。ダブルパルスの効果について時間依存Schrodinger方程式を数値積分して調べたところ、half revival付近よりもむしろポンプ光入射直後(量子力学的にfull revivalと同等)の配列度の増大に有効であることを示唆する結果が得られた。このため、干渉計を組んで発生させたダブルパルスの時間間隔を変化させて配列度を調べたところ、特定の時間間隔で配列度が極大値を取ることが分かった。この結果は、数値計算の結果と定性的に一致するものであった。

(1)Electrostatic Field and Molecular Alignment Molecular alignment, electrostatic field, electric field and combination, both 1-dimensional and 3-dimensional molecular alignment is possible, this principle has been successfully proved The alignment of the sample molecules is important for their utilization. Last year's high static electric field strength and stable operation of the device were confirmed. In this year, the formation of the OCS molecule in the medium of 5% is successful, the back voltage is 10 kV/cm, the electrostatic field intensity is 4.1x10^<12>W/cm^2, and the principle is proved to be successful. (2)The development of high-level and non-thermal molecular alignment techniques for intramolecular quantum processes and their application to two-dimensional imaging, signal and application, and the application of non-thermal molecular alignment techniques for optimal control N_2 molecules are tested in order to maximize the alignment of half survival under certain conditions. The result is that the optimal solution is that the solution is simple and the solution is simple. The results of the numerical integration of the time-dependent Schrodinger equation show that the degree of alignment increases after the full revival of quantum mechanics. The time interval between the occurrence of the disease and the occurrence of the disease is adjusted to the maximum value of the disease at a specific time interval. The result is consistent with the result of numerical calculation.

项目成果

Generation of desired time-dependent polarization pulses (in Japanese)

生成所需的时间相关偏振脉冲（日语）

• 发表时间: 2005
• 期刊: The Review, of Laser Engineering 33・5(発表予定)
• 作者: Takayuki Suzuki;Shinichirou Minemoto;Hirofumi Sakai
• 通讯作者: Hirofumi Sakai

H.Sakai, J.J.Larsen, I.Wendt-Larsen, J.Olesen, P.B.Corkum, H.Stapelfeldt: "Nonsequential double ionization of D_2 molecules with intense 20 fs pulses"Physical Review A. Vol.67. 063404-1-063404-4 (2003)

H.Sakai、J.J.Larsen、I.Wendt-Larsen、J.Olesen、P.B.Corkum、H.Stapelfeldt：“D_2 分子的非连续双电离与强烈的 20 fs 脉冲”物理评论 A. 第 67 卷。

Three-dimensional molecular orientation with combined electrostatic and elliptically polarized laser fields

• DOI: 10.1103/physreva.72.063401
• 发表时间: 2005-12
• 期刊: Physical Review A
• 影响因子: 2.9
• 作者: Haruka Tanji;S. Minemoto;H. Sakai

Nontrivial polarization shaping of femtosecond pulses by reference to the results of dual-channel spectral interferometry

参考双通道光谱干涉测量结果进行飞秒脉冲的非平凡偏振整形

• 发表时间: 2004
• 期刊: Applied Optics 43・32
• 作者: Takayuki Suzuki;Shinichirou Minemoto;Hirofumi Sakai
• 通讯作者: Hirofumi Sakai

S.Minemoto, H.Nanjo, H.Tanji, T.Suzuki, H.Sakai: "Observation of molecular orientation by the combination of electrostatic and nonresonant, pulsed laser fields"Journal of Chemical Physics. 118・9. 4052-4059 (2003)

S.Minemoto，H.Nanjo，H.Tanji，T.Suzuki，H.Sakai：“通过静电和非共振脉冲激光场的组合观察分子取向”化学物理杂志118・9。 2003）