コヒーレント制御によるアト秒パルスの効率的発生とその応用

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本年度は波長数μm程度の中赤外および10μm程度の遠赤外波長パルスを使ったアルカリ金属原子における高強度非線形光学現象(高次高調波および超閾イオン化)のダイナミクスを詳細に調べ,近赤外波長パルスを使った希ガス原子の同様の現象と比較した。具体的には,1次元の時間依存シュレーディンガー方程式を直接数値的に解く方法を用い,計算コードを完成させた。高次高調波スペクトルの計算には時間依存双極子加速を計算し,フーリエ変換する。また,パルス終了後の波動関数を連続状態波動関数に射影する方法によって超閾イオン化スペクトルも計算した。さらに,量子力学的な数値計算結果をよりよく理解するため,ニュートン方程式を用いた古典的解析も同時に行った。その結果,中〜遠赤外パルスを使ったアルカリ金属原子の場合には,近赤外パルスを使った希ガス原子の場合に比べ,低次のスペクトル領域に幅広く平坦な領域が現れる。これは希ガス原子の場合には見られない現象である。イオン化ポテンシャルは同じで準位構造の異なる2つの異なるポテンシャルを用いた計算により,励起束縛状態がダイナミクスに重要な影響を及ぼすことを突き止めた。さらに我々は,2色パルスの時間遅延と絶対位相を制御することによって高次高調波および超閾イオン化のような高強度ダイナミクスがどのように変化するかを調べ,時間遅延と絶対位相に大きく依存することを理論的に示した。この結果は,古典的解析結果とも良く一致する。