2020 Fiscal Year Annual Research Report
Photoexcitation of rare gas atoms by optical vortex beam studied by laser-induced fluorescence
| Project/Area Number |
18K11945
|
|---|
| Research Institution | Saga prefectural regional industry support center |
|---|
Principal Investigator |
金安 達夫 公益財団法人佐賀県地域産業支援センター(産業振興部研究開発振興課、九州シンクロトロン光研究センター), 加速器グループ, 副主任研究員 (90413997)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | 光渦 / 放射光 / 量子状態制御 / アンジュレータ |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
軌道角運動量を運ぶ光ビーム（光渦）と原子分子との相互作用の解明を目指し，真空紫外波長域（VUV）の光渦が引き起こす平面波禁制遷移の観測に取り組んだ．これと並行して，光渦を重ねあわせて生成したベクトルビームと原子との相互作用の研究や，二台のアンジュレータから得られるダブルパルス状の放射を用いた原子の量子状態制御法の研究に取り組んだ．
レーザー誘起蛍光法を用いて検証実験を行うために，VUV渦ビームと赤外レーザー光を組み合わせた実験装置を開発した．研究期間を通じて装置の改良や測定条件の最適化を進めたが，本研究の期間内には光渦による平面波禁制遷移の観測には至らなかった．一方，一連の研究を進める中で，アンジュレータ放射が持つ時空間構造の新たな利用法を見出した．とくに原子の量子状態制御はシンクロトロン光源の新たな利用展開へ結びつくと期待できる．また原子の量子状態制御の研究の一環として，励起状態の蛍光緩和に生じるゼーマン量子ビートを励起光の偏光評価へ利用する手法を考案し，実証実験に成功した．
今年度はシンクロトロン光源による量子状態制御を軟X線領域へと拡張し，原子の内殻電子の干渉制御および内殻空孔のフェムト秒電子緩和の時間観測に成功した．本手法で捉えた内殻励起状態のフェムト秒崩壊はシンクロトロン光源を用いた一般的な時分割実験の分解能（数十ピコ秒）に比べて圧倒的に早い時間領域である．今後，本手法はシンクロトロン光による超高速反応の研究へ新たな展開をもたらすと期待される．
|
