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パルス伝播効果とレーザー誘起コヒーレンスを取り入れた量子制御理論の構築

Research Project

Project/Area Number 14077211
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

中嶋 隆  京都大学, エネルギー理工学研究所, 助教授 (50281639)

Project Period (FY) 2002 – 2005
Project Status Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥9,000,000 (Direct Cost: ¥9,000,000)
Fiscal Year 2005: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2003: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
Fiscal Year 2002: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Keywords数サイクルパルス / 絶対位相 / トンネルイオン化 / 多光子イオン化 / 高次高調波 / 極端紫外光 / 超閾イオン化 / 量子制御 / パルス伝播 / コヒーレンス / 自動電離 / 伝搬ダイナミクス / ac Stark shift
Research Abstract

超短パルスレーザーの技術が進展するにつれ,最近では〜5fsのパルスを発生させることが可能となってきた。可視波長域における〜5fs程度のパルスはわずか数サイクルしかレーザー電場を含まないため「数サイクルパルス」と呼ばれる。光強度が高い領域においては,たとえば高次高調波や超閾イオン化などの物理現象に絶対位相依存性のあることが見出されており,定性的にはトンネルイオン化描像によって明快に説明することができる。しかし,光強度の低い,いわゆる多光子イオン化領域において絶対位相効果が見られるかどうかはトンネルイオン化の描像からはもちろん予測できない。単純に時間非依存の摂動論的な多光子イオン化の遷移行列要素の式を思い浮かべると,位相依存性はないのではないかという結論に至る。更に,束縛状態の占有確率についても,トンネルイオン化描像は何も説明しない。しかしながら,もしもレーザー発振器レベルのパルスエネルギーで実現可能な光強度で何らかの物理量に絶対位相効果が見つかれば,実験的には非常にインパクトが大きい。なぜなら,レーザー発振器に関しては位相が安定化された数サイクルパルスレーザーは既に市販化もされていることからもわかるように,増幅パルスの位相安定化に比べ,技術的にははるかに容易であり,何らかの物理現象の位相依存性を通じて位相を知ることができれば位相安定パルスの位相制御にも役立つからである。
我々は,時間依存シュレーディンガー方程式を数値的に解くことにより,多光子イオン化領域においてもサイクル数が極めて少ない(<2サイクル)パルスについて顕著な位相依存性が観測されうることを見出した。また,その物理的起源についてはトンネルイオン化とはメカニズムが全く異なることも発見した。

Report

(4 results)
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • 2002 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2006 2004 Other

All Journal Article (4 results) Publications (5 results)

  • [Journal Article] Phase-dependent excitation and ionization in the multiphoton ionization regime2006

    • Author(s)
      T.Nakajima, S.Watanabe
    • Journal Title

      Optics Letters (in press)

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Phase-sensitive atom localization in a loop Λ-system2006

    • Author(s)
      Chengpu Liu, Shangqing Gong, T.Nakajima, Zhizhan Xu
    • Journal Title

      Journal of Modern Optics (in press)

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Observation of two-photon above-threshold ionization of rare gases by xuv harmonic photons2004

    • Author(s)
      N.Miyamoto et al.
    • Journal Title

      Physical Review Letters 93

      Pages: 83903-83903

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Two-photon above-threshold-ionization cross sections of rare gas atoms by xuv photons2004

    • Author(s)
      T.Nakajima, S.Watanabe
    • Journal Title

      Physical Review A 70

      Pages: 43412-43412

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Publications] Takashi Nakajima: "Control of spin-polarization of photoions/photoelectrons using short laser pulses"Applied Physics Letters. (to appear in May 10 issue). (2004)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] Takashi Nakajima: "Influence of ac Stark shifts on the propagation of phase-controlled lasers in a two-level medium"Journal of the Optical Society of America B. 19. 261-267 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] L.A.A.Nikolopoulos, Takashi Nakajima, P.Lambropoulos: "Influence of the helium autoionization structures on the single/double ionization signal"European Physical Journal D. 20. 297-304 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] Takashi Nakajina, L.A.A.Nikolopoulos: "Use of helium double ionization for autocorrelation of an XUV pulse"Physical Review A. 66. 041402(R) (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] L.A.A.Nikolopoulos, Takashi Nakajima, P.Lambropoulos: "Direct versus sequential double ionization of Mg at XUV radiation"Physical Review Letters. 90. 043003 (2003)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report

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Published: 2002-04-01   Modified: 2018-03-28  

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