2017 Fiscal Year Research-status Report
Tunnel ionization of photo-excited molecules by infrared intense laser pulses
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17K05739
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
奥西 みさき 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (80224161)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 光励起分子 / 強光子場 / トンネルイオン化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は二酸化窒素分子を用いた予備実験を行った。まず最初にチタンサファイアレーザーの増幅光の二倍波（波長400nm）で光励起した励起分子を波長800nmの基本波をプローブ光として多光子イオン化し、生成した二酸化窒素イオンおよび解離イオン（一酸化窒素イオンと酸素原子イオン）を飛行時間型イオン検出器で測定した。イオン化の励起光とプローブ光の遅延時間依存性を測定し、生成イオンが遅延時間に対して約1ピコ秒の時定数で減衰することを見出した。これにより光励起状態にある分子が、800nmの光による多光子イオン化の確率が非常に低い状態へ1ピコ秒程度の速度で遷移していることが分かった。また解離イオンも親イオンと同様の減衰型であることから、この解離はイオン化後に起こっていると考えられる。次に光励起分子のトンネルイオン化を測定するために、この波長800nmの基本波を光パラメトリック増幅器で波長変換し得られたシグナル光の波長変換により得られた可視・紫外光を励起光とし赤外領域のアイドラー光をイオン化光とする光学配置での実験を試みたが、アイドラー光のビーム位置安定性が非常に低いため、二つの光軸が反応点で交わる配置を長時間維持することが困難であることが分かった。そこで光パラメトリック増幅器の出力を安定化するために、入力光である800nmの基本波の光軸を長時間安定させる装置を新たに導入し、現在その光ビーム安定性の確認と改良を行っているところである。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
分子のポンプ・プローブ実験でプローブ光として用いている光パラメトリック増幅器のアイドラー光のビーム位置安定性が非常に悪いため、ポンプ光とプローブ光の反応点で一致させることが困難であり、その克服に時間がかかるため。
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| Strategy for Future Research Activity |
光パラメトリック増幅器の出力光の光ビームをロックする装置を新たに導入することでより安定性を高め、長時間のポンプ・プローブ測定が可能な状態にする。さらにポンプ光に光チョッパーを用いることで、ポンプ光の照射時とプローブ光のみの時のシグナルの差分をとる装置をさらに導入し、非常に弱い光励起状態からのイオン化信号のみを抽出するようにすることで測定感度を上げる。
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| Causes of Carryover |
予定していた光パラメトリック増幅器を用いた赤外プローブの実験が、光軸の安定性の問題で若干遅れてたことと、本研究費以外の予算が年度後半に入ったため、そちらの予算で本実験に必要な経費として充当したため、次年度使用が生じた。本年度は不安定だった光パラメトリック増幅器の出力光を更に安定化するため、装置を平成30年度に購入することに用いる予定。
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