2021 Fiscal Year Annual Research Report
Investigation of strong-field optoelectronics in solids
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19H02623
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| Research Institution | National Institutes for Quantum Science and Technology |
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Principal Investigator |
石井 順久 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 関西光科学研究所 光量子科学研究部, 主幹研究員 (40586898)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
篠原 康 日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所, フロンティア機能物性研究部, リサーチスペシャリスト (90775024)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 高次高調波発生 / 高強度レーザー開発 / 第一原理計算 / 高強度場物理計算 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究代表者は、分光計測系に必要である高強度赤外光パラメトリック増幅器開発を1 mJ以上のパルスエネルギーに増強した。またこの増強した光パルスを時間的に圧縮し、ピーク強度を上げた。この数サイクルレーザービームを直径100 umに絞り込むことを確認し、100TW/cm2のレーザー強度を達成した。またパラメトリック増幅器開発のパルスエネルギーを保ったまま出力を高度化するために、高強度赤外光パラメトリック増幅器の励起光源を高出力化し、これまでの3倍以上の出力を達成した。
このレーザー強度ならびに、高出力化を達成した後、高次高調波発生実験を行った。レーザービームを試料に集光し、そこで起こる極端な非線形過程により、可視や紫外、真空紫外、極端紫外、軟X線領域のコヒーレントな光を発生させるためや、発生した高次高調波を分光するために、発生場所を含めた真空ビームラインを開発した。
研究分担者は、密度汎関数理論(DFT)に代表される第一原理計算の情報を使い、物質固有の性質を取り込みつつ、高強度電場に駆動される電子波束の実時間シミュレーション法の開発を行った。
昨年度に開発を進めた緩和のない量子系の実時間シミュレーション手法を拡張し、緩和項を導入することで実験結果には不可避的に含まれている緩和が電子波束の運動にどのような影響を及ぼしているのかを調べるための理論的枠組みを構築した。
この手法によるシミュレーション結果を、対応する実験で得られている光放射スペクトルと比較し、電子波束の運動における緩和の役割を明らかにし、物理描像を構築した。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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