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非線形コヒーレント分光による分子間相互作用の精密決定

研究課題

研究課題/領域番号 20050032
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関分子科学研究所

研究代表者

大島 康裕  分子科学研究所, 光分子科学研究領域, 教授 (60213708)

研究期間 (年度) 2008 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,900千円)
2009年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2008年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
キーワード原子・分子物理 / 物理化学 / 分子分光学 / 強レーザー場 / フェムト秒化学
研究概要

本研究は、周波数領域ならびに実時間領域での非線形コヒーレント分光の活用によって、従来の手法を凌駕する検出感度と測定精度で分子間振動のエネルギー準位構造を明らかにし、その実験的情報に基づいて真に定量性のある分子間相互作用ポテンシャルの決定を行なうことを目指すものである。本年度の成果は下記の通りである。
周波数領域の研究としては、芳香環の関与する分子間相互作用を詳細に特定する目的で、ベンゼンを含む分子クラスターを重点的に取り上げた。その中でも最も結合の弱いベンゼン-(He)_n(n=1,2)について、2色のレーザーを利用した共鳴2光子イオン化によって電子スペクトルを測定した。単一縦モードナノ秒パルス光源を利用した高分解能の計測によって各種分光定数を高精度で決定し、詳細なクラスター構造を得た。特に、n=1については、分子間振動が励起した状態に対応する振電バンドを始めて観測することができ、ベンゼン分子面の上下をHe原子が行き来するトンネル運動に起因する分裂を見出した。
実時間領域での研究では、超音速ジェット中に生成したNO-Arクラスターを高強度の非共鳴フェムト秒パルスによって励起し、その後、ナノ秒色素レーザーを利用して共鳴2光子イオン化スペクトルを測定した。コールドバンド強度の減少と分子間振動のホットバンド強度の増大が観測され、インパルシブラマン過程によって振動状態分布移動を実現したことを確認した。さらに、2つのフェムト秒パルスで励起を行い、振動基底状態および分子間振動励起状態の分布が、パルス間の遅延時間に対して周期的に変動することを見出した。この状態分布に現れるビートの周波数成分は固有状態間のエネルギー差に直接対応している。本時間領域の分光によって、これまで観測されていなかった分子間振動準位を新たに検出することができた。

報告書

(2件)
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2010 2009 2008 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (25件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Rotationally resolved ultrahigh-resolution laser spectroscopy of the S_2 ^1A_1←S_0 1^A_1 transition of azulene2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Semba, et al.
    • 雑誌名

      J.Chem.Phys. 131

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultrafast angular-momentum orientation by linearly polarized laser fields2009

    • 著者名/発表者名
      K.Kitano, H.Hasegawa, Y.Ohshima
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett. 103

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vibrational and rotational structure and excited-state dynamics of pyrene2009

    • 著者名/発表者名
      M.Baba, et al.
    • 雑誌名

      J.Chem.Phys. 131

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum state reconstruction of a rotational wave packet created by a nonresonant intense femtosecond laser field2008

    • 著者名/発表者名
      H. Hasegawa & Y. Ohshima
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 101

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Coherent rotational dynamics of molecules in intense laser field2008

    • 著者名/発表者名
      H. Hasegawa & Y. Ohshima
    • 雑誌名

      Proceedings of the SPIE 7027

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Coherent rotational/vibrational dynamics of molecules induced by intense ultrafast laser fields2010

    • 著者名/発表者名
      大島康裕
    • 学会等名
      Symposium on "Physics and Chemistry of Coherently Controlled Quantum Systems"
    • 発表場所
      Meitestu Inuyama Hotel, Inuyama, Aichi, Japan
    • 年月日
      2010-03-19
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 高強度レーザー場によって誘起される分子振動・回転のコヒーレント光ダイナミクス2010

    • 著者名/発表者名
      大島康裕
    • 学会等名
      レーザー学会第30回年次大会
    • 発表場所
      千里ライフサイエンスセンター(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2010-02-02
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 回転波束ダイナミクスにおける回転方向制御2009

    • 著者名/発表者名
      北野健太、長谷川宗良、大島康裕
    • 学会等名
      エクストリームフォトニクス研究会(第9回)
    • 発表場所
      理化学研究所(埼玉県)
    • 年月日
      2009-05-20
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] チャープパルスによる非共鳴誘導ラマン断熱透過法2009

    • 著者名/発表者名
      三宅伸一郎、大島康裕
    • 学会等名
      エクストリームフォトニクス研究会(第9回)
    • 発表場所
      理化学研究所(埼玉県)
    • 年月日
      2009-05-20
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Controlling rotational state distributions of benzene by double pulse intense laser excitation2009

    • 著者名/発表者名
      BAEK, Daeyul、長谷川宗良、大島康裕
    • 学会等名
      エクストリームフォトニクス研究会(第9回)
    • 発表場所
      理化学研究所(埼玉県)
    • 年月日
      2009-05-20
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Wavepacket manipulation of methyl-internal rotation2009

    • 著者名/発表者名
      K. Kitano
    • 学会等名
      3rd Winter School of Asian CORE Program
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2009-01-17
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Construction of a single-mode nanosecond optical parametric amplifier seeded by an external cavity diode laser2009

    • 著者名/発表者名
      S. Miyake
    • 学会等名
      3rd Winter School of Asian CORE Program
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2009-01-17
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 直線偏光極短パルスによる回転角運動量オリエンテーション2009

    • 著者名/発表者名
      北野健太、長谷川宗良、大島康裕
    • 学会等名
      第3回 分子科学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Nonadiabatic rotational excitation of benzene by double pulse intense laser fields2009

    • 著者名/発表者名
      BAEK, Daeyul、長谷川宗良、大島康裕
    • 学会等名
      第3回 分子科学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] チャープ断熱ラマン透過のためのフーリエ限界ナノ秒パルスOPAの作成とその応用2009

    • 著者名/発表者名
      三宅伸一郎、大島康裕
    • 学会等名
      第3回 分子科学討論会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Coherent molecular rotational and vibrational dynamics induced by nonresonant intense short laser pulses2009

    • 著者名/発表者名
      長谷川宗良, 大島康裕
    • 学会等名
      4th Winter School of Asian CORE Program
    • 発表場所
      Seoul National Univ., Seoul, Korea
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Nonadiabatic rotational excitation of benzene by double pulse intense laser fields2009

    • 著者名/発表者名
      D.-Y.Baek, 長谷川宗良, 大島康裕
    • 学会等名
      4th Winter School of Asian CORE Program
    • 発表場所
      Seoul National Univ., Seoul, Korea
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] UV laser spectroscopy of He-benzene2009

    • 著者名/発表者名
      M.Hayashi, Y.Ohshima
    • 学会等名
      4th Winter School of Asian CORE Program
    • 発表場所
      Seoul National Univ., Seoul, Korea
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Chirped ns-pulse light source for adiabatic Raman passage2009

    • 著者名/発表者名
      三宅伸一郎, 大島康裕
    • 学会等名
      4th Winter School of Asian CORE Program
    • 発表場所
      Seoul National Univ., Seoul, Korea
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Coherent rotational / vibrational dynamics of molecules induced by intense ultrafast laser fields (invited)2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Ohshima
    • 学会等名
      8th Asian International Seminar on Atomic and Molecular Physics
    • 発表場所
      Perth, Australia
    • 年月日
      2008-11-28
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Coherent rotational / vibrational dynamics of molecules induced by intense ultrafast laser fields (invited)2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Ohshima
    • 学会等名
      8th Symposium on Extreme Photonics
    • 発表場所
      Gamaghori, Japan
    • 年月日
      2008-11-11
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Coherent vibrational excitation of benzene dimer by nonresonant intense femtosecond laser fields2008

    • 著者名/発表者名
      H. Hasegawa
    • 学会等名
      8th Symposium on Extreme Photonics
    • 発表場所
      Gamaghori, Japan
    • 年月日
      2008-11-11
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Construction of a single-mode nanosecond optical parametric amplifier seeded by an external cavity diode laser2008

    • 著者名/発表者名
      S. Miyake
    • 学会等名
      8th Symposium on Extreme Photonics
    • 発表場所
      Gamaghori, Japan
    • 年月日
      2008-11-11
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 非共鳴高強度短パルス光により生成したベンゼン回転量子波束の実験的再構築2008

    • 著者名/発表者名
      長谷川宗良
    • 学会等名
      第2回分子科学討論会
    • 発表場所
      福岡国際会議場、福岡
    • 年月日
      2008-09-27
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 強レーザー場中NOにおける回転励起とイオン化の相関ダイナミクス2008

    • 著者名/発表者名
      板倉隆二
    • 学会等名
      第2回分子科学討論会
    • 発表場所
      福岡国際会議場、福岡
    • 年月日
      2008-09-27
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 非共鳴高強度短パルス光によるベンゼン2量体のコヒーレントダイナミックス2008

    • 著者名/発表者名
      大島康裕
    • 学会等名
      第2回分子科学討論会
    • 発表場所
      福岡国際会議場、福岡
    • 年月日
      2008-09-25
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 非線形コヒーレント分光のためのフーリエ限界ナノ秒パルスOPAの作成とその応用2008

    • 著者名/発表者名
      三宅伸一郎
    • 学会等名
      第2回分子科学討論会
    • 発表場所
      福岡国際会議場、福岡
    • 年月日
      2008-09-24
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Coherent rotational dynamics of molecules in intense laser field (invited)2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Ohshima
    • 学会等名
      The 15th International School on Quantum Electronics "Laser Physics and Applications"
    • 発表場所
      Bourgas, Bulgaria
    • 年月日
      2008-09-18
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 非共鳴高強度短パルス光によるベンゼン回転波束の実験からの再構築2008

    • 著者名/発表者名
      長谷川宗良
    • 学会等名
      エクストリームフォトニクス研究会(第7回)
    • 発表場所
      理化学研究所、和光市
    • 年月日
      2008-05-15
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 量子状態制御に向けたコヒーレント高分解能光源の開発2008

    • 著者名/発表者名
      三宅伸一郎
    • 学会等名
      エクストリームフォトニクス研究会(第7回)
    • 発表場所
      理化学研究所、和光市
    • 年月日
      2008-05-15
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.ims.ac.jp/know/light/oshima/ohshima.html

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.ims.ac.jp/know/light/oshima/ohshima.html

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2018-03-28  

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