2018 Fiscal Year Research-status Report
高強度極端紫外光パルスによる非線形光学過程における非線形分極率の解明
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18K03485
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
岩崎 純史 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (30447073)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 時間分解分光法 / 極端紫外パルス / ブースター増幅器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
強い極端紫外パルスと可視光数サイクルパルスによって励起した物質の吸収・発光、散乱スペクトルの時間分解分光法の開発に着手した。可視光をプローブ光とした吸収・散乱時間分解スペクトル分光装置を構築し、固体試料を用いて装置の性能評価を行ったところ、プローブ光のチャープが測定の時間分解能に大きな影響を与えること明らかとなり、分散補償光学系の設計と導入を検討している。一方で、ドライブレーザーのパルスエネルギー300 uJでは、高次高調波発生による極端紫外パルス発生には成功しているが、極端紫外パルスと可視光数サイクルパルスの時間分解実験には、足りないことが明らかとなったが、ブースター増幅器の導入によって、パルス圧縮前で1.5 mJまで増強できた。現在、このパルスを用いて、希ガスを試料とした、極端紫外パルスと可視光数サイクルパルスの時間分解光混合の実験の準備を進めており、時間原点の調整法や、サブフェムト秒での光路差のフィードバック方法、データ取得方法について、検討を行った上で、試験を実施した。また、自由電子レーザーを用いた実験に関して、２０１９年１月には、高エネルギー加速器科学研究機構で開催されたPF研究会「高繰り返し極短パルス光源の未来」において現在の研究の進捗状況を一部報告した。その際、KEKの加速器担当者と打ち合わせを行い、実験の方法について相談を行った。また、３月に東工大において開催された応用物理学会に参加し、最新の研究成果について、講演聞くとともに、様々な研究者と意見交換を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
レーザー装置の故障への対応などを行ったため、実験進捗が予定より遅れている。実験条件についての詳細な検討によって、様々な問題が明らかとなったが、ブースター増幅器の導入によるパルスエネルギーの増強、時間原点の調整法や、サブフェムト秒での光路差のフィードバック方法、データ取得方法についての検討をすでに終えており、平成30年度に実施予定であった内容について、本年度前半に実験を進めることができる状況である。また、検出系である時空間分光装置について、その整備をすすめており、サンプル照射行いながら、装置の性能試験をすすめる。実験系について、希ガスの励起状態に極端紫外パルスによって励起し、その際に生成した電子コヒーレンスに基づく電子状態の高速な時間発展を、数サイクルパルスによってプローブする。実験結果を検討するため、励起状態における電子波束の時間発展をシミュレーションの準備も進めており、複数の電子励起状態を同時に励起した場合の電子波束の様子について、検討を行っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
初年時に実施予定であり、現在未達成である極端紫外パルスと可視光数サイクルパルスの実験については、早急にブースター増幅器の出力のパルス圧縮を行い、1 mJ程度の数サイクルパルス発生、および高次高調波発生を行ったうえで、希ガスを試料とした四光波混合の時空間分光実験を実施する。実験系として、希ガスの励起状態に極端紫外パルスによって励起し、その際に生成した電子コヒーレンスに基づく電子状態の高速な時間発展を、数サイクルパルスによってプローブする。希ガス電子励起状態における電子波束の時間発展に関して、複数の電子励起状態を同時に励起した場合の電子波束の様子についてのシミュレーションを進めており、実験結果を比較検討を行える環境を整備する。その際、様々な電子状態を取り込むことによって、軌道の対称性、エネルギー間隔から考えられる波束の周期と、実際四光波混合過程での放出角度依、エネルギー存性、時間周期などを比較することによって、非線形乗数の大きな寄与を持つ電子状態を探索するとともに、高次高調波発生などに関わる重要なパラメタである希ガス原子の高い電子励起状態の非線形性の要因について解明を行う。
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