Studies on reaction control in intense laser fields by two-dimensional phase controlled two-color laser pulses

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K15515
• 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: National Institutes for Quantum Science and Technology
• Principal Investigator: Endo Tomoyuki 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, 主任研究員 (60823929)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 強レーザー場 / 超高速分子ダイナミクス / 極短パルス / 反応制御 / ２色レーザーパルス

Outline of Final Research Achievements

A new approach to determine the electronic excitation state, which is important for understanding the dissociation pathway in the dissociation reaction of a single molecule in an intense laser field, was demonstrated. The photoelectron-photoion momentum image coincidence method used in this study requires a long data acquisition time, and especially in experiments using phase-controlled two-color laser pulses, poor data quality due to phase fluctuations has been an issue. In this study, I developed and evaluated a new device to measure the electric field waveform of phase-controlled two-color laser pulses in a single shot and tag it with the measured data of momentum images. The fabricated device enabled the acquisition of high-quality data.

Free Research Field

強レーザー場化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究ではこれまで直接観測されていなかった強レーザー場中の電子再衝突過程による分子励起過程およびその後の解離過程を捉えることに成功した。特に、電子再衝突によって生成した電子励起状態を決定する新しいアプローチを実証した上で、その精度を向上させるためのデバイスを新たに構築し、その評価を行なった。本研究で実証した手法は、強レーザー場中で誘起される様々な分子の解離反応にも適用可能である。解離反応は最も単純な化学反応の１つであり、その理解は強レーザー場を用いた分子反応制御だけでなく、多様な化学反応の理解およびその制御に重要な指針を与えると期待される。