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ERL-FELを用いた量子制御による多原子分子解離の研究

Research Project

Project/Area Number 18740265
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Biophysics/Chemical physics
Research InstitutionJapan Atomic Energy Agency

Principal Investigator

飯島 北斗  Japan Atomic Energy Agency, 量子ビーム応用研究部門, 任期付研究員 (90361534)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 2007: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
Keywords自由電子レーザー / 量子制御 / 中赤外レーザー / チャープ / 電子線形加速器 / 多原子分子解離
Research Abstract

光を用いた化学物質の分解は基礎科学のみならず医療・産業分野においても重要な研究テーマであり、光分解の効率は、実用面においてコストパフォーマンスに直結する重要な要素である。近年では分解効率を上げるためにチャープされたレーザーを用いる方法(量子制御)が提唱され研究が進んできた。本研究課題では、エネルギー回収型超伝導リニアック(ERL)からの自由電子レーザー(FEL)を用いて、波長20μm程度の中赤外領域におけるチャープされた光を周波数分解光ゲート法(FROG)により測定し、量子制御を用いた多原子分子解離への有用性を検討した。
FELのパルス形状とチャープは共振器長に依存する。本研究では特に、最も高い出力を得られる完全同期長付近での計測を詳細に行なった。この完全同期長において、計測されたパルスの時間幅は0.6psで、これは以前に行なったSHG自己相関の計測結果から予測される値と一致するとともに、FELが量子制御に必要な短パルスであることが明確になった。また、チャープに関しては、周波数領域において三次分散による周波数位相の変化が顕著に観測された。これは、一般のレーザーと異なり、レーザー媒質に相当する電子とFELの光が共振器内で、その相対位置が徐々に変化していくことに起因している。この三次分散を生むERL-FEL特有のプロセスは、FEL方程式を逐次的に解くシミュレーションプログラムでも再現された。
こうした三次分散のチャープパルスを多原子分子の解離に使う研究として、チャープの負号を変えて、特定の結合だけを効率的に解離させることに成功した例も報告されており、こうしたFELの三次分散をもつチャープパルスも多原子分子解離に有用であるといえる。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2008 2007

All Journal Article (4 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Measurement of Mid-Infrared FEL Pulses via Frequency-Resolved Optical Gating2008

    • Author(s)
      H. Iijima, R. Nagai, N. Nishimori, R. Hajima, E. Minehara
    • Journal Title

      Proceedings of 4th Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan 2007の国内会議

      Pages: 151-153

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Journal Article] Measurement of Mid-Infrared FEL Pulses for an Optical Quantum Control2008

    • Author(s)
      H. Iijima, R. Nagai, N. Nishimori, R. Hajima, E. Minehara
    • Journal Title

      Proceedings of the 8th Symposium on Advanced Photon Research 2007の国内会議2008出版予定

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Journal Article] Development of Frequency-Resolved Optical Gating for Measurement of Correlation between Time and Frequency of Chirped FEL2007

    • Author(s)
      H.Iijima, R.Hajima, E.J.Minehara, R.Nagai, N.Nishimori
    • Journal Title

      Proceedings of 28^<th> International Free Electron Laser Conference 2006の国際会議

      Pages: 308-311

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Status of Chirped Pulse Measurement at JAEA-FEL2007

    • Author(s)
      H.Iijima, R.Nagai, R.Hajima, E.Minehara
    • Journal Title

      Proceedings of 3^<rd> Annual Meeting of Particle Accelerator Society of Japan 2006の国内会議

      Pages: 738-740

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] FROGのよるERL-FELからの光パルス位相計測2007

    • Author(s)
      飯島北斗、永井良治、西森信行、羽島良一、峰原英介
    • Organizer
      日本物理学会 第62回年次大会
    • Place of Presentation
      北海道大学札幌キャンパス
    • Year and Date
      2007-09-21
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

URL: 

Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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