Development of phase structure control of synchrotron radiation

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H00164
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 15:Particle-, nuclear-, astro-physics, and related fields
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: Katoh Masahiro 広島大学, 放射光科学研究センター, 教授 (30185871)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤 貴夫 豊田工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20313207) ; 高嶋 圭史 名古屋大学, シンクロトロン光研究センター, 教授 (40303664) ; 坂本 文人 秋田工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (60504818) ; 平 義隆 分子科学研究所, 極端紫外光研究施設, 准教授 (60635803) ; 豊川 弘之 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究グループ長 (80357582)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 放射光 / 位相 / 電子 / 光子 / アンジュレータ / 加速器 / 干渉

Outline of Final Research Achievements

Precisely phase-controlled laser pulse is considered essential for quantum control of matters, which is the basis of quantum information technology. In this study, we focus on the fact that the phase structure of electromagnetic waves emitted by high-energy free electrons reflects the motion of electrons. We have demonstrated that the time structure of radiated wave packets from undulators can be controlled with high accuracy in the range from femtoseconds to attoseconds. We have also succeeded in applying such undulator radiation to the observation of femtosecond-order ultrafast relaxation phenomena.

Free Research Field

ビーム物理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

量子情報技術や量子計測技術の基盤は精密に位相構造が制御されたレーザー光であるが、我々は、そのような光を、レーザー光ではカバーしきれない真空紫外線からガンマ線に至る広大な波長域で生成する試みた。時間的にはインコヒーレントであるが個々の波束の位相構造は精密に制御されている光を放射光の技術を用いることで生成可能であることを示すことができた。物質と強く相互作用する短波長の光を利用することで、全く新しい計測技術の基盤となるものと考えている。