レーザー光を用いた中性分子のマニピュレーションとその応用

激光操纵中性分子及其应用

• 批准号: 12304020
• 负责人: 酒井 広文
• 金额: $ 27.48万
• 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 (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12304020/
• 关键词: 非共鳴誘起双極子; 分子の配向制御と配列制御; 化学反応ダイナミクス; 配置効果; 選択的制御; 2次元イメージング; 分子光学; 断熱領域と非断熱領域

本年度は特に、静電場とレーザー電場の併用による分子の頭と尻尾を区別した配列制御の実現を目指して研究を進め、実際に明確な証拠を観測することに成功した。実験では、昨年度開発した装置を飛行時間型(Time-Of-Flight : TOF)イオン分析モードで使用し、その特性を最大限利用した。上記の手法の静電場としてイオンの加速電場を、レーザー電場としてナノ秒Nd : YAGレーザーの基本波を用いた。プローブ用フェムト秒チタンサファイアレーザー光の偏光方向をTOF軸と平行にして入射した場合、フラグメントイオンには一般にその初速度が検出器方向かあるいは反対方向かに対応してforward成分とbackward成分が現れる(TOFスペクトル)。Nd : YAGレーザー光を照射しない時は、TOFスペクトルの形状はほぼ対称であり、分子がランダムな方向を向いている結果と解釈できる。一方、Nd : YAGレーザ光を照射すると、TOFスペクトルに明らかな非対称性が観測された。これは、試料分子が配列を起こした結果と解釈できる。実際、この非対称性は試料分子の電気陰性度に関する簡単な考察から予想されるものと一致した。配列度を決める3つのパラメータは、レーザー光の強度と静電場の大きさと分子の回転温度である。実験でも、レーザー光や静電場を強くしたり、分子の回転温度を下げることにより配列度を大きくできることを確認した。今回、試料分子として、主にOCSを用いたが、OCSと比べると条件の悪いHClについても同様の効果を確認した。上記の実験と理論との比較のため、シュレーディンガー方程式を数値的に解くための計算コードの開発を並行して進めた。分子の回転周期に比べて配列がゆっくり進む断熱領域における計算結果は上記の実験結果を支持するものであった。さらに、非断熱領域における配列過程の時間発展を調べるための計算コードの開発も行った。

This year, the combination of electrostatic field and electric field, the difference between molecular head and tail, the realization of alignment control, the progress of research, and the success of practical demonstration. Time of Flight: TOF (Time of Flight : TOF) analysis is used to maximize the use of the device's characteristics. The electrostatic field and the accelerating electric field of the above-mentioned method are used, and the electric field and the fundamental wave of the Nd : YAG laser are used. The polarization direction of the light is TOF axis and parallel incidence, and the initial velocity of the light is usually the detector direction and the backward component is present. Nd : YAG light irradiation, TOF, shape, molecular direction, results A square, Nd : YAG laser beam irradiation, TOF laser beam irradiation, laser beam irradiation The sample molecules were mixed and the results were analyzed. In fact, this asymmetry is related to the electrical negativity of the sample molecules. Disposition is determined by the intensity of light, the magnitude of electrostatic field, and the temperature of molecules. The temperature of the molecules is determined by the intensity of the electrostatic field. Now, the sample molecules are used, the OCS is used, the OCS is used, and the HCl is used to confirm the same effect In this paper, the author compares the theory and the development of numerical solutions. The results of the calculation of the molecular cycle are supported by the results of the calculation. The time evolution of the alignment process in the non-thermal domain is adjusted and the development of the calculation process is performed.

项目成果

Tsuneto Kanai, Hirofumi Sakai: "Numerical simulations of molecular orientation using strong, nonresonant, two-color laser fields"Journal of Chemical Physics. 115・13. 5492-5497 (2001)

Tsuneto Kanai、Hirofumi Sakai：“使用强非共振双色激光场进行分子取向的数值模拟”化学物理杂志 115・13（2001 年）。

Hirofumi Sakai, Jakob Juul Larsen, C.P.Safvan, Ida Wendt-Larsen, et al.: "(Invited paper) Alignment of neutral molecules by a strong nonresonant linearly-polarized laser field"Laser control and manipulation of molecules. (To be published). (2002)

Hirofumi Sakai、Jakob Juul Larsen、C.P.Safvan、Ida Wendt-Larsen 等人：“（特邀论文）通过强非共振线偏振激光场对准中性分子”激光控制和操纵分子。

Hirofumi Sakai,Jakob Juul Larsen,C.P.Safvan,Ida Wendt-Larsen, et al.: "Alignment of neutral molecules by a strong nonresonant laser field"Advances in multiphoton processes and spectroscopy. 14. 135-150 (2001)

Hirofumi Sakai、Jakob Juul Larsen、C.P.Safvan、Ida Wendt-Larsen 等人：“通过强非共振激光场对准中性分子”多光子过程和光谱学的进展。

C.Daniel, J.Full, L.Gonzales, C.Kaposta, M.Krenz, S.Minemoto, et al.: "Analysis and control of laser induced fragmentation processes in CpMn(CO)_3"Chemical Physics. 267・1-3. 247-360 (2001)

C.Daniel、J.Full、L.Gonzales、C.Kaposta、M.Krenz、S.Minemoto 等：“CpMn(CO)_3 中激光诱导碎裂过程的分析和控制”化学物理 267・1。 -3。247-360（2001）

S.Minemoto,J.Mueler,G.Gantefoer,H.J.Muenzer,J.Boneberg,and P.Leiderer: "Direct observation of dynamics of electronic excitations in clusters"Physical Review Letters. 84・16. 3554-3557 (2000)

S. Minemoto、J. Mueler、G. Gantefoer、H. J. Muenzer、J. Boneberg 和 P. Leiderer：“团簇中电子激发动力学的直接观察”物理评论快报 84・16（2000 年）。