フェムト秒レーザーの時空間波形整形と分子制御への応用

飞秒激光在时空波形整形和分子控制中的应用

• 批准号: 14077218
• 负责人: 神成 文彦
• 金额: $ 30.34万
• 依托单位: Keio University
• 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-14077218/
• 关键词: フェムト秒パルスレーザー; 周波数領域波形整形; 分子制御; 適応制御; 周波数域波形整形

高強度フェムト秒レーザー光子場にさらされた分子において形成される多次元の光ドレスド反応ポテンシャル曲面に沿った分子の核波束の動きを,励起光パルスによって制御することが可能になれば,新しい分子制御が可能となる。しかし,パルスの瞬時周波数変化(周波数チャープ)は核波束の動きに及ぼす影響は少なが,周波数が2倍,3倍変化した場合には核波束遷移への影響は少なからずあるはずである。ただし,エタノール分子では励起波長が800nmから400nmに変化しても,光ドレスド反応ポテンシャル曲面そのものは単に電界強度の関数であり,それ自体が変化することは期待できないので,波長による違いは,波束の動きに伴う多光子励起過程あるいは非断熱遷移確率の違いとして現れる変化である。我々は,800nmフェムト秒レーザーパルスの2倍高調波を用いてエタノールイオンのC-C,C-O結合解離についてより詳細に調べ,800nmと400nmレーザーパルスの顕著な違いを明らかにした。今年度の研究から以下のことが明らかになった。(1)波長400nmにおいても800nmと同様に,パルス幅を長くすることによってC-O結合解離がC-C結合解離に対して促進される度合いが大きいことが明らかになった。連続した光電界下での波束の動きが重要であり,適当な核間距離での多光子励起が起きているものと推測できる。ただし,ポンプープローブ励起では同じ結果が得られない。(2)400nm励起時の波束の移動は,パルス幅とクーロン爆発によって確認される2価イオン生成からも確認された。(3)400nmパルスを伸長させて800nmTLパルスと併用すると,適当な遅延時間差において,高い収量で高いC-O/C-C解離比をもった解離イオン化反応を実現できる。高強度な基本波パルスは,親イオン生成に用い,波束のガイドおよび遷移に比較的低強度な短い波長のパルスを利用するスキームが有効であることがわかり,今後,3次高調波,白色光パルスの使用が期待できる。

High strength フ ェ ム ト seconds レ ー ザ ー photon field に さ ら さ れ た molecular に お い て form さ れ る multidimensional の light ド レ ス ド anti 応 ポ テ ン シ ャ に ル surface along the っ た nuclear beam の の molecules move き を, wound up light パ ル ス に よ っ て suppression す る こ と が may に な れ ば, new し い molecular suppression が may と な る. し か し, パ ル ス の instantaneous frequency number variations change (cycle for チ ャ ー プ) は nuclear beam の dynamic き に and ぼ す less influence は な が, cycle for が twice, three times - the し た occasions に は nuclear beam migration へ の less influence は な か ら ず あ る は ず で あ る. た だ し, エ タ ノ ー ル molecular で は excitation wavelength が 800 nm か ら 400 nm に variations change し て も, light ド レ ス ド anti 応 ポ テ ン シ ャ ル surface そ の も の は 単 に electricity industry strength の masato number で あ り, そ れ autologous が variations change す る こ と は expect で き な い の で, wavelength に よ る) い は, beam の dynamic き に with う multiphoton excitation up process あ る い は non The exact rate of heat cut-off transfer is れる と て て now れる changes である. I 々 は, 800 nm フ ェ ム ト seconds レ ー ザ ー パ ル ス の 2 times high wave を with い て エ タ ノ ー ル イ オ ン の C - C, C - O combined with dissociative に つ い て よ り detailed に べ, 800 nm 400 nm と レ ー ザ ー パ ル ス の 顕 the な violations い を Ming ら か に し た. This year 's <s:1> research ら ら the following ら とが とが とが is ら になった になった. (1) wavelength of 400 nm に お い て も 800 nm と with others に, パ ル ス を picture long く す る こ と に よ っ て C - O combined with dissociative が C - C combined with dissociative に し seaborne て promote さ れ る degrees or い が big き い こ と が Ming ら か に な っ た. Even 続 し た photoelectric industry under で の beam の dynamic き が important で あ り, appropriate な internuclear distance で の multiphoton excitation on が き て い る も の と speculation で き る. た だ し, ポ ン プ ー プ ロ ー ブ wound up で は with the result of じ が ら れ な い. (2), 400 nm wound up の beam の mobile は パ ル ス picture と ク ー ロ ン detonation 発 に よ っ て confirm さ れ る 2 価 イ オ ン generated か ら も confirm さ れ た. (3), 400 nm パ ル ス を elongation さ せ て 800 NMTL パ ル ス と and す る と, appropriate な 遅 delay time に お い て, high い 収 で い high amount of C - O/C - C dissociation than を も っ た dissociation イ オ ン turn against 応 を be presently で き る. High strength な basic wave パ ル ス は, pro イ オ ン generated に い, beam の ガ イ ド お よ び migration に comparison of low intensity な short wavelength い の パ ル ス を using す る ス キ ー ム が have sharper で あ る こ と が わ か り, henceforth, three high-profile wave, white パ ル ス の use が expect で き る.

项目成果

T.Tanabe: "Feedback control for accurate shaping of ultrashort optical pulses prior to chirped pulse amplification"Jpn.J.Appl.Phys.. 印刷中. (2004)

T.Tanabe：“在线性调频脉冲放大之前对超短光脉冲进行精确整形的反馈控制”Jpn.J.Appl.Phys.. 已出版（2004 年）。

T.Tanabe, H.Tanabe, Y.Teramura, F.Kannari: "Spatiotemporal measurements based on spatial spectral interferometry for ultrashort optical pulses shaped by Fourier pulse shaper"J. Opt. Soc. Am.. 19・11. 2795-2802 (2002)

T.Tanabe、H.Tanabe、Y.Teramura、F.Kannari：“基于傅里叶脉冲整形器整形的空间光谱干涉测量”J. 19・11。 (2002)

Sub-10 fs, multimillijoule laser system

• DOI: 10.1063/1.2052587
• 发表时间: 2005-09
• 期刊: Review of Scientific Instruments
• 影响因子: 1.6
• 作者: Y. Oishi;A. Suda;K. Midorikawa;F. Kannari

Amplitude and phase accurate shaping of ultrashort optical pulses before pulse amplification for molecular control

在脉冲放大之前对超短光脉冲进行幅度和相位精确整形以进行分子控制

• 发表时间: 2004
• 期刊: IEEE J.Selected Topics in Quantum Electron. 10・1
• 作者: M.Tianprateep;堀内浩平;Y.Oishi;T.Tanabe;M.Tianprateep;T.Tanabe
• 通讯作者: T.Tanabe

R.Itakura: "Dissociative ionization of ethanol in chirped intense laser fields"J.Chem.Phys.. 119・8. 4179 (2003)

R.Itakura：“啁啾强激光场中乙醇的解离电离”J.Chem.Phys.. 119・8 (2003)。