2色電場による水の窓領域の高出力高次高調波発生とその応用

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17206009
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 渡部 俊太郎 The University of Tokyo, 物性研究所, 教授 (50143540)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 足立 俊輔 東京大学, 物性研究所, 助教 (90431874)
• Keywords: 高次高調波 / 水の窓 / 超短パルス / 軟X線 / 2色電場 / アト秒

Research Abstract

平成19年度は前年度と比べ高繰り返し(1kHz)でより短いパルス(800nmで20fs,400nmで30fs)のレーザー光源を用い,2色電場の相対位相を精密に制御することにより,高次高調波の相対位相依存性の観測に成功した。一般に2色電場下では,高調波に寄与する電子の量子軌道は多数あるが,相対位相を制御し,Upper branchに対応する量子軌道を選択することにより,lower branchとupperbranchを分離して観測することに初めて成功した。,この結果は時間依存シュレディンガー方程式の数値解と非常によく一致した。また65nmの波長まで位相制御することができた。この結果はPhysicalReviewLettersに投稿予定である。
これまでの結果より,水の窓領域で強い高調波を発生するためには,より短パルスの光源が必要であることがわかった。このため光パラメトリックチャープパルス増幅(OPCPA)装置を開発した。パルス幅5.5fs,ピーク出力0.5TWは1kHzの繰り返しレーザーではいずれも世界記録である。(OpticsExpressに投稿予定)。この装置を励起源として2色電場の相対位相を制御することにより,水の窓領域で強い高調波を発生する予定である。これを用いて内殻励起にともなう超高速過程の時間分解光電子分光を開拓する。またアト秒パルス発生,高調波を光源とした超高分解能光電子分光など関連する分野で成果を上げた。

Research Products

• [Journal Article] Bulk electronic structure of the antiferromagnetic superconducting phase in ErNi_2B_2C (2008)
  • Author(s): T. Baba, T. Yokoya, S. Tsuda, T. Kiss, T. Shimojima, K. Ishizaka, H. Takeya, K. hirata, T. Watanabe, M. Nohara, H. Takagi, N. Nakai, K, Machida, T. Togashi, S. Watanabe, X.-Y Wang, C. T. Chen and S. Shin,
  • Journal Title: Phys. Rev, Lett 100 Pages: 017003-1-4
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A versatile system for ultrahigh resolution, loe temperature, and polarization dependent Laser-angle-resolved photoemission spectroscopy (2008)
  • Author(s): T. Kiss, T. Shimojima, K. Ishizaka, A. Chainani, T. Togashi, T. Kanai, X.-Y. Wang, C.-T. Chen, S. Watanabe, and S. Shin,
  • Journal Title: Review of Science Instrurnents 79 Pages: 023106-1-7
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] High-average-power light source below 200 nm from a Kbe_2Bo_3F_2 prism-coupleddevice (2008)
  • Author(s): C. T. Chen, T. Kanai, X. Y. Wang, Y. Zhu, and S. Watanabe
  • Journal Title: Optics Letters 33 Pages: 283-284
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Doping-dependence of nodal quasiparticle properties in high-Tc cuprates studied by laser-excited angle-resolved photoemission spectroscopy (2008)
  • Author(s): K. Ishizaka, T. Kiss, S. Izumi, M. Okawa, T. Shimojima, A. Chinani, T. Togashi, S. Watanabe, C.-T. Chen, X. Y. Wang, T. Mochiku, T. Nakane, K. Hirata and S. Shin
  • Journal Title: Phys. Rev. B 77 Pages: 064522
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 「アト秒物理最前線」特集号によせて (2008)
  • Author(s): 渡部 俊太郎
  • Journal Title: レーザー研究 36 Pages: 4
• [Journal Article] 極端紫外単一アト秒パルス光の波形・位相同時測定 (2008)
  • Author(s): 小菅 淳, 渡部 俊太郎
  • Journal Title: レーザー研究 36 Pages: 12-17
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 1.5 mJ, 6.4 fs parametric chirped-pulse amplification system at 1 kHz (2007)
  • Author(s): S. Adachi, H. Ishii, T. Kanai, N. Ishii, A. Kosuge, and S. Watanabe
  • Journal Title: Optics Letters 32 Pages: 2487-2489
  • Description: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ihterplay of Superconductivity and Rattling Phenomena in β-Pyrochlore KOs_20_6 Studied by Photoemission Spectroscopy (2007)
  • Author(s): T. Shimojima, Y. Shibata, K. Ishizaka, T. Kiss, A. Chainani, T. Yokoya, T. Togashi, X.-Y. Wamg, C. T. Chen, S. Watanabe, J. Yamaura, S. Yonezawa, Y. Muraoka, Z. Hiroi, T. Saitoh, and S. Shin
  • Journal Title: Phys. Rev. Lett 99 Pages: 11703-1-4
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] An 11-fs, 5kHz optical pararnetric/Ti:sapphire hybrid chhrped pulse amplification system (2007)
  • Author(s): X. Zhou, H. Lee, T. Kanai, S. Adachi, S. Watanabe
  • Journal Title: Appl. Phys. B 89 Pages: 559-563
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Sub-meV resolution photoemission study on carbon substituted MgB_2 (2007)
  • Author(s): S. Tsuda, T. Yokoya, T. Kiss, T. Shimojima, S, Shin, T. Togashi, S. Watanabe, C. Q. Zhang, C. T. Chen, S. Lee, H. Uchiyama, S. Tajima, N. Nakai and K. Machida
  • Journal Title: PHYSICA C:Superconductivity 460-462 Pages: 80-83
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Laser-photoemission study of antiferromagnetic superconductor ErNi_2B_2C (2007)
  • Author(s): T. Baba, T, Yokoya, S.Tsuda, T. Kiss, T. Shimojima, K. Ishizaka, S. Shin, H. Takeya, K. Hirata, T. Togashi, C. Zhang, C. T. Chen, S. Watanabe
  • Journal Title: PHYSICA C-Superconductivity and its applications 460 Pages: 634-635
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 15-mJ,6.4-fs OPCPA. system at 1 kHz (2007)
  • Author(s): S. Adachi, H. Ishii, T. Kanai, N. Ishii, A。 Kosuge, and S. Watanabe
  • Organizer: UFO/HFSW
  • Place of Presentation: Santa Fe
  • Year and Date: 20070900
• [Presentation] Attosecond Nonlinear Optics (2007)
  • Author(s): S. Watanabe
  • Organizer: International workshop and391.WE-Heraus-SeminaronAttosecond Physics
  • Place of Presentation: Dresden
  • Year and Date: 20070800
• [Presentation] L2-mJ,1-kHz OPCPASystemtowardFew-CyclePulse (2007)
  • Author(s): S. Adachi, H. Ishii, T. Kanai and S. watanabe
  • Organizer: Conference on Lasers and Electro-Optics,
  • Place of Presentation: Conference on Lasers and Electro-Optics,
  • Year and Date: 20070500
• [Presentation] An 11-fs 5-kHz Optical Parametric/Ti:sapphire Hybrid Chirped Pulse Amplification System" (2007)
  • Author(s): X. Zhou, H. Lee, T. Kanai, S. Adachi and S. Watanabe,
  • Organizer: Conference on Lasers and Electro-Optics
  • Place of Presentation: Baltimore
  • Year and Date: 20070500