Investigation of intramolecular ultrafast charge migration and proton migration with wavelength-tunable few-cycle circularly polarized light pulses

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H02660
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 30020:Optical engineering and photon science-related
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: Okino Tomoya 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究センター, 研究員 (40431895)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 電荷マイグレーション / 水素マイグレーション / 数サイクルパルス / 円偏光 / 数サイクルパルス

Outline of Final Research Achievements

Light sources with circularly polarized few-cycle pulses and fragment-resolved 3D momentum imaging are developed for investigating the intramolecular charge transfer processes of polyatomic molecules in a real-time manner. 1 ns temporal resolution is realized in the fragment-resolved 3D momentum imaging by combining polarization-time mapping method and the intensity correlation between the spot intensity captured by a CMOS camera and the waveform peak intensity recorded with the high-speed digitizer.

Free Research Field

物理化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究課題で開発したフラグメント分解3次元運動量画像法は、超高速過程をポンプ・プローブ計測を実施するに必要な光源の条件を大幅に緩和することができる。同時に全イオン種の3次元運動量画像が観測できることから、同一の実験条件で全フラグメントイオンの運動量画像を計測することができる。特に、分子サイズが大きくなり、解離過程の数が増加した場合および、ポンプ・プローブ計測において非線形フーリエ分光のため、ポンプ・プローブ遅延時間を細かく計測する必要がある場合には、本開発手法は極めて有効である。