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

• Project/Area Number: 12J09955
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Physical chemistry
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 北野 健太 東京大学, 物性研究所, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥3,960,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2014: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2013: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2012: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: テラヘルツ / 分子配向 / 高強度テラヘルツ

Outline of Annual Research Achievements

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。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Selecting rotational two-level coherence in polar molecules by double terahertz pulses (2014)
  • Author(s): K. Kitano, N. Ishii, T. Kanai, and J. Itatani
  • Journal Title: Phys. Rev. A Volume: 90 Issue: 4
  • DOI: 10.1103/physreva.90.041402
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Carrier-envelope phase-dependent high harmonic generation in the waterwindow using few-cycle infrared pulses (2014)
  • Author(s): N. Ishii, K. Kaneshima, K. Kitano, T. Kanai, S. Watanabe, and J. Itatani
  • Journal Title: Nature communications Volume: 5 Issue: 1 Pages: 3331-3331
  • DOI: 10.1038/ncomms4331
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Orientation of jet-cooled polar molecules with an intense single-cycle THz pulse (2013)
  • Author(s): K. Kitano, N. Ishii, N. Kanda, Y. Matsumoto, T. Kanai, M. Kuwata-Gonokami, and J. Itatani
  • Journal Title: Physical Review A Volume: 88
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Sub-two-cycle, carrier-envelope phase-stable, intense optical pulses at 1.6 mu m from a BiB306 optical parametric chirped-pulse amplifier (2012)
  • Author(s): N. Ishii, K. Kaneshima, K. Kitano, T. Kanai, S. Watanabe, J. Itatani
  • Journal Title: Optics Letters Volume: 37 Pages: 4182-4184
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 高強度テラヘルツパルスによる分子配向の実証 (2013)
  • Author(s): 北野健太
  • Organizer: 第7回分子科学討論会
  • Place of Presentation: 京都府京都市
  • Year and Date: 2013-09-25
• [Presentation] ジェット冷却されたHBr分子の高強度テラヘルツパルスによる配向制御 (2013)
  • Author(s): 北野健太
  • Organizer: 第74回 応用物理学会秋季学術講演会
  • Place of Presentation: 京都府京田辺市
  • Year and Date: 2013-09-19
• [Presentation] Orientation of polar molecules via superposition of J=0,1 status created by a single-cycle THz pulse (2013)
  • Author(s): Kenta Kitano
  • Organizer: GRC - Quantum Control of Light & Matter
  • Place of Presentation: Mount Holyoke College, USA
  • Year and Date: 2013-08-01
• [Presentation] Application of intense THz pulses to the orientation of asymmetric molecules (2012)
  • Author(s): K. Kitano
  • Organizer: International Symposium on Frontiers in THz Technology FTT2012
  • Place of Presentation: 奈良市
  • Year and Date: 2012-11-28
• [Presentation] 高強度THzパルスを用いたコヒーレント制御による分子配向. (2012)
  • Author(s): 北野健太
  • Organizer: 第73回 応用物理学会
  • Place of Presentation: 松山市
  • Year and Date: 2012-09-21