超高繰返しフェムト秒レーザーによる高次高調波発生の実現と真空紫外光の偏光制御

• Project/Area Number: 22860024
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Applied optics/Quantum optical engineering
• Research Institution: The University of Electro-Communications
• Principal Investigator: 吉井 一倫 The University of Electro-Communications, 情報理工学(系)研究科, その他 (90582627)
• Project Period (FY): 2010 – 2011
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥3,068,000 (Direct Cost: ¥2,360,000、Indirect Cost: ¥708,000); Fiscal Year 2011: ¥1,443,000 (Direct Cost: ¥1,110,000、Indirect Cost: ¥333,000); Fiscal Year 2010: ¥1,625,000 (Direct Cost: ¥1,250,000、Indirect Cost: ¥375,000)
• Keywords: 量子エレクトロニクス / 原子・分子物理 / 高次高調波発生

Research Abstract

本年度は以下の2点を目的に研究を行った.
1.超高繰返し(THz)超短(fs)パルス列を用いた,気相原子・分子からの高次高調波発生(HHG)の実現.
2.100%基底準位占有まで冷却した気相分子の断熱または非断熱配向による空間的に高度に配向した(配向度～1)分子集団の実現.
THzに達する超高繰返しフェムト秒パルス列を用いたHHG実験は申請者の知る限りまだ例が無く物理的基礎研究として非常に重要である.また,実用研究としても,将来のHHG光源のCW化につながる実証研究として重要であると考えられる.また,透明な固体材料が存在しない真空紫外域では,伝統的に表面反射などを利用することにより偏光制御や偏光解析が行われてきた.同手法が完成すれば,コヒーレント真空紫外光の偏光制御法が初めて出現し,同コヒーレント光源の有用性は飛躍的に増大する.
上記の圏的に対し,本年度は以下の研究成果を出した.
1.分子からのHHGの角度分布を詳細に測定し,結果から単一分子のHHG角度分布を再構成する手法を新たに開発し,その成果をPhysical Review Letters誌106巻(2011年1月)に投稿し,掲載された.
2.HHGに必要なレーザー強度を得るため,超高繰返し(THz)超短(fs)ハルスレーザーのパルス幅を短縮しなければならない.この目的のため,レーザーの高感度スペクトル位相計測や光周波数標準に安定化された超短パルス列の搬送波位相制御を行い国外・国内学会で成果を報告した.

Research Products

• [Journal Article] Retrieving angular distributions of high-order harmonic generation from a single molecule (2011)
  • Author(s): Kazumichi Yoshii, Godai Miyaji, Kenzo Miyazaki
  • Journal Title: Physical Review Letters Volume: 106
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Measurement of rotational temperature in a molecular beam with femtosecond laser pulses (2010)
  • Author(s): Kazumichi Yoshii, Godai Miyaji, Kenzo Miyazaki
  • Journal Title: Journal of Laser Micro/NanoEngineering Volume: 5 Pages: 121-124
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 超高繰り返し超短パルス光列の高感度スペクトル位相計測 (2011)
  • Author(s): 大橋タケル, 佐々木祐介, 浜野紘明, 鈴木隆行, 吉井一倫, JohnKiran A.,Kiran A, 桂川眞幸
  • Organizer: 第31回レーザー学会学術講演会
  • Place of Presentation: 電気通信大学,東京都
  • Year and Date: 2011-01-10
• [Presentation] 絶対位相制御フェムト秒パルス列による分子のイオン化過程と搬送波位相制御への応用 (2011)
  • Author(s): 宣雌, 青木浩, 白神健太郎, John Kiran A., 洪鋒雷, 大村英樹, 桂川眞幸
  • Organizer: 第31回レーザー学会学術講演会
  • Place of Presentation: 電気通信大学,東京都
  • Year and Date: 2011-01-10
• [Presentation] Generation of an ultrahigh-repetition-rate ultrashort-pulse train with a controlled carrier-envelope-phase (2010)
  • Author(s): K.Yoshii, H.Aoki, K.Shiraga, F-L.Hong, H.Ohmura, M.Katsuragawa
  • Organizer: The 9th Asian Interation Seminar on Atomic and Molecular Physics
  • Place of Presentation: ソウル,韓国
  • Year and Date: 2010-10-04
• [Presentation] Ultrafast dynamics in strong-field interactions with molecules and solid surfaces-High-harmonic generation and nanostructuring- (2010)
  • Author(s): K.Miyazaki, G.Miyaji, K.Yoshii
  • Organizer: The 16th International School on Quantum Electronics
  • Place of Presentation: Nesebar,ブルガリア
  • Year and Date: 2010-09-21
• [Presentation] Raman comb from a parahydrogen filled kagome-lattice-type photonic crystal fiber (2010)
  • Author(s): Kanaka Raju P., 青木浩, 白神健太郎, John Kiran A.,吉井一倫, 桂川眞幸, Y.Y Wang, F.Couny, F.Benabid
  • Organizer: 第71回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 長崎大学,長崎
  • Year and Date: 2010-09-17
• [Presentation] 光周波数標準に安定化された超短パルス列の搬送波位相制御 (2010)
  • Author(s): 吉井一倫, 青木浩, 白神健太郎, 洪鋒雷, 大村英樹, 桂川眞幸
  • Organizer: 第71回応用物理学会学術講演会
  • Place of Presentation: 長崎大学,長崎
  • Year and Date: 2010-09-16