高強度テラヘルツパルスによる分子配向とアト秒分子イメージングへの展開

平成２５年度までに、高強度テラヘルツパルスを用いた分子配向実験を世界に先駆けて行ってきた。分子の配向度に関しては改善の余地があるが、シミュレーションによる解析との一致は非常に良く、高強度テラヘルツパルスを用いた分子配向技術に関しては、明確な見通しを立てることができた。さらには、二つのテラヘルツパルスを用いることにより、熱分布した分子アンサンブルに対しても制御された回転状態を実現できることも実証した。平成２６年度は、オタワ大学のA.Stolow教授の研究グループに滞在し、超短パルスレーザーを用いた光電子角度分解分光法に関して、シミュレーションによる研究を行った。主として、電子基底状態で配向させた分子に対して光子エネルギーの高いレーザーを集光させ、一光子でイオン化させ、生成した光電子を角度分解して測定する実験を想定してシミュレーションを行った。その結果、現在までに提案されている解析手法では、分子回転のコヒーレンスが正確に取り込まれていない可能性があることが分かった。特に、終状態であるイオンの回転状態に関しては、単一の回転状態を想定しており、回転コヒーレンスの影響を取り込めていないという問題点がある。この影響を取り入れることができれば、より正確に分子内の電子ダイナミクスに関する知見を得ることができると考えられる。一方、研究員が協力的に開発に携わっているアト秒軟X線光源に関しても、平成２５年度は、水の窓と呼ばれる極めて重要な軟X線領域で光の電場波形（キャリア・エンベロープ位相）に追従したコヒーレント軟X線発生およびその観測に成功し、平成２６年度は、赤外光源の高出力化、軟X線の高強度化に成功した。

平成２５年度までに、高強度テラヘルツパルスを用いた分子配向実験を世界に先駆けて行ってきた。分子の配向度に関しては改善の余地があるが、シミュレーションによる解析との一致は非常に良く、高強度テラヘルツパルスを用いた分子配向技術に関しては、明確な見通しを立てることができた。さらには、二つのテラヘルツパルスを用いることにより、熱分布した分子アンサンブルに対しても制御された回転状態を実現できることも実証した。平成２６年度は、オタワ大学のA.Stolow教授の研究グループに滞在し、超短パルスレーザーを用いた光電子角度分解分光法に関して、シミュレーションによる研究を行った。主として、電子基底状態で配向させた分子に対して光子エネルギーの高いレーザーを集光させ、一光子でイオン化させ、生成した光電子を角度分解して測定する実験を想定してシミュレーションを行った。その結果、現在までに提案されている解析手法では、分子回転のコヒーレンスが正確に取り込まれていない可能性があることが分かった。特に、終状態であるイオンの回転状態に関しては、単一の回転状態を想定しており、回転コヒーレンスの影響を取り込めていないという問題点がある。この影響を取り入れることができれば、より正確に分子内の電子ダイナミクスに関する知見を得ることができると考えられる。一方、研究員が協力的に開発に携わっているアト秒軟X線光源に関しても、平成２５年度は、水の窓と呼ばれる極めて重要な軟X線領域で光の電場波形（キャリア・エンベロープ位相）に追従したコヒーレント軟X線発生およびその観測に成功し、平成２６年度は、赤外光源の高出力化、軟X線の高強度化に成功した。