Rotational energy level structure of molecules in a high energy region

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究では高強度光を用いて回転超高励起状態を生成し，そのエネルギー準位構造を調べることを目的としている。回転超高励起状態の生成にはoptical centrifuge（OC）光が必要となる。従来の手法ではアップチャープおよびダウンチャープした二つの光を重ね合わせることでOC光を作成していたが，我々は二つのアップチャープ光を用いてOC光を作ることを着想した。我々の手法では自己位相変調（SPM）を用いることでコンパクトな装置でエネルギー効率良くOC光の生成ができると考えられ，その実現を目指して研究を進めてきた。2021年度は水および空気を媒質としたSPMによりアップチャープ光を生成したが，光パルスの空間的な強度分布が悪くOC光として使うことができなかった。今年度（2022年度）は，SPM媒質としてスクロールポンプで到達できる程度の低圧の空気を用いたところ空間的な強度分布に改善が見られた。SPMにより生成したアップチャープ光（アップチャープ光１）と，フェムト秒レーザーシステムの圧縮器の直前で取り出したピコ秒のアップチャープ光（アップチャープ光２）を混ぜることによってOC光の生成に成功した。生成したOC光をNO分子へ照射し回転状態の励起実験を行ったが，明確な高回転励起状態の生成は確認できなかった。この原因として，アップチャープ光１のパルス幅をピコ秒程度に伸長させるために作成したストレッチャー内部において短波長側のスペクトルがレンズによって削られていたことが判明した。このため充分なバンド幅を含むOC光が生成しておらず高回転状態が生成しなかったものと考えている。またアップチャープ光１の光強度が充分高くなかったことも考えられる。現在，これらの問題を解決するためにストレッチャーの光学素子を変更しアップチャープ光１の全てのバンド幅をカバーできるOC光の生成を進めている。