Fourier transform vibrational spectroscopy of cluster using intense near-IR few-cycle laser pulses

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K15500
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 32010:Fundamental physical chemistry-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Ando Toshiaki 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (40771598)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 強光子場科学 / フェムト秒科学 / 振動回転分光

Outline of Final Research Achievements

An experimental apparatus for strong-field Fourier transform spectroscopy, which was recently developed by our group, was improved to be able to introduce supersonic molecular gas jet as a sample. By measuring the TOF spectrum and velocity distribution of the supersonic molecular gas jet, it was confirmed that the cluster can be generated and that the velocity of the sample can be controlled.
Strong-field FT spectroscopy of Ar atom and Ar dimer was conducted. In the case of Ar atom, the spin-orbit splitting energy of Ar+ was obtained with high precision. In the FT spectrum of Ar dimer, the peaks assigned to the rotation of Ar dimer were identified.

Free Research Field

化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年我々が開発した分光法の装置の改良を行い、数十ケルビンと低温の分子をサンプルとして導入することが可能となった。その例として、Arの二量体をサンプルとした計測が可能であることを示した。また、サンプルの速度選択的な計測が可能となり、本分光法の精度を制限していたドップラーシフトの影響を取り除くことが出来るようになったため、本分光手法の飛躍的な精度向上が見込まれる。
また、本分光法が分子の振動・回転状態間のエネルギーを決定するだけでなく、電子状態間のエネルギーも高精度で決定できることを示した。