Multi-photon multiple ionization mechanism in short-wavelength intense laser field

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K03430
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 13020:Semiconductors, optical properties of condensed matter and atomic physics-related
• Research Institution: University of Toyama
• Principal Investigator: Hikosaka Yasumasa 富山大学, 学術研究部教養教育学系, 教授 (00373192)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 菱川 明栄 名古屋大学, 物質科学国際研究センター, 教授 (50262100)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 自由電子レーザー / 同時計測

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study is to advance our understanding of multiphoton absorption processes in the soft X-ray region by electron energy spectroscopy using a magnetic bottle-type electron spectrometer. A new microchannel plate of a high aperture ratio was introduced into the spectrometer to significantly improve the efficiency of coincidence measurements. Using the magnetic-bottle electron energy analyzer with improved detection efficiency, we observed a nonlinear ionization process of Kr atoms in the soft-x ray region, in which a multiphoton process associated with core-to-core transitions.

Free Research Field

原子分子物理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

極紫外からX線域の自由電子レーザーの登場を契機として、短波長高強度レーザー場と物質との相互作用についての新たな光科学のフロンティアが拓かれた。そこでは、生体分子イメージングや光スイッチ、高密度低温プラズマなどへの応用も視野に入れ、非線形光学現象の理解が焦点となってきている。その基礎的な理解を深めるためには、最もシンプルな物質群である孤立系原子・分子の非線形光学応答が格好の対象となる。本研究では、クリプトン原子の軟X線領域の非線形イオン化過程について調査し、内殻軌道間遷移が関与する新しい多光子過程を見出した。