ERL-FELを用いた量子制御による多原子分子解離の研究

利用 ERL-FEL 进行量子控制多原子分子解离的研究

• 批准号: 18740265
• 负责人: 飯島 北斗
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Japan Atomic Energy Agency
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18740265/
• 关键词: 自由電子レーザー; 量子制御; 中赤外レーザー; チャープ; 電子線形加速器; 多原子分子解離

光を用いた化学物質の分解は基礎科学のみならず医療・産業分野においても重要な研究テーマであり、光分解の効率は、実用面においてコストパフォーマンスに直結する重要な要素である。近年では分解効率を上げるためにチャープされたレーザーを用いる方法(量子制御)が提唱され研究が進んできた。本研究課題では、エネルギー回収型超伝導リニアック(ERL)からの自由電子レーザー(FEL)を用いて、波長20μm程度の中赤外領域におけるチャープされた光を周波数分解光ゲート法(FROG)により測定し、量子制御を用いた多原子分子解離への有用性を検討した。FELのパルス形状とチャープは共振器長に依存する。本研究では特に、最も高い出力を得られる完全同期長付近での計測を詳細に行なった。この完全同期長において、計測されたパルスの時間幅は0.6psで、これは以前に行なったSHG自己相関の計測結果から予測される値と一致するとともに、FELが量子制御に必要な短パルスであることが明確になった。また、チャープに関しては、周波数領域において三次分散による周波数位相の変化が顕著に観測された。これは、一般のレーザーと異なり、レーザー媒質に相当する電子とFELの光が共振器内で、その相対位置が徐々に変化していくことに起因している。この三次分散を生むERL-FEL特有のプロセスは、FEL方程式を逐次的に解くシミュレーションプログラムでも再現された。こうした三次分散のチャープパルスを多原子分子の解離に使う研究として、チャープの負号を変えて、特定の結合だけを効率的に解離させることに成功した例も報告されており、こうしたFELの三次分散をもつチャープパルスも多原子分子解離に有用であるといえる。

The decomposition of chemical substances in light is an important element in the field of basic science, medicine and industry. In recent years, the decomposition rate has been improved, and the method of quantum control has been improved. The purpose of this study is to investigate the usefulness of free electron dissociation (FEL) in the detection and quantum control of polyatomic molecular dissociation in the medium and outer regions of wavelength 20μm by using cyclic optical decomposition (FROG). The shape of the FEL depends on the resonator length. This study is based on the detailed measurement of the maximum output and the maximum output. The time amplitude of this complete synchronization measurement is 0.6 ps, and the previous measurement results of SHG are consistent with each other. The FEL is necessary for quantum control. The frequency domain is divided into three parts: frequency domain, frequency domain and frequency domain. The electron FEL in the resonator is caused by the change in the phase position of the electron FEL in the medium. The third order dispersion generates ERL-FEL characteristic solutions, and the FEL equations are solved successively. A study on the dissociation of polyatomic molecules with the help of the third order of dispersion

项目成果

Development of Frequency-Resolved Optical Gating for Measurement of Correlation between Time and Frequency of Chirped FEL

开发用于测量啁啾 FEL 时间和频率之间相关性的频率分辨光选通

• 发表时间: 2007
• 期刊: Proceedings of 28^<th> International Free Electron Laser Conference 2006の国際会議
• 作者: H.Iijima;R.Hajima;E.J.Minehara;R.Nagai;N.Nishimori
• 通讯作者: N.Nishimori

Measurement of Mid-Infrared FEL Pulses via Frequency-Resolved Optical Gating

通过频率分辨光选通测量中红外 FEL 脉冲

• 发表时间: 2008
• 期刊: Proceedings of 4th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan 2007の国内会議
• 作者: H. Iijima;R. Nagai;N. Nishimori;R. Hajima;E. Minehara
• 通讯作者: E. Minehara

Status of Chirped Pulse Measurement at JAEA-FEL

JAEA-FEL 的啁啾脉冲测量现状

• 发表时间: 2007
• 期刊: Proceedings of 3^<rd> Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan 2006の国内会議
• 作者: H.Iijima;R.Nagai;R.Hajima;E.Minehara
• 通讯作者: E.Minehara

Measurement of Mid-Infrared FEL Pulses for an Optical Quantum Control

用于光量子控制的中红外 FEL 脉冲测量

• 发表时间: 2008
• 期刊: Proceedings of the 8th Symposium on Advanced Photon Research 2007の国内会議2008出版予定
• 作者: H. Iijima;R. Nagai;N. Nishimori;R. Hajima;E. Minehara
• 通讯作者: E. Minehara

FROGのよるERL-FELからの光パルス位相計測

使用 FROG 从 ERL-FEL 进行光脉冲相位测量

• 发表时间: 2007
• 作者: 飯島北斗;永井良治;西森信行;羽島良一;峰原英介
• 通讯作者: 峰原英介