2012 Fiscal Year Annual Research Report
高強度単一アト秒パルスによる２光子二重電離に関する研究
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23246019
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
緑川 克美 独立行政法人理化学研究所, 緑川レーザー物理工学研究室, 主任研究員 (40166070)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | アト秒パルス / 非線形光学 / 高次高調波 / 量子エレクトロニクス / 極端紫外光 |
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| Research Abstract |
2001年に高次高調波によるアト秒パルスの発生が報告されて以来、理論および実験の両面から盛んに研究さているが、未だにその発生や計測は容易ではなく、期待される応用に対してもその強度は全く不十分である。本研究では、我々が考案した赤外パルスを重畳する2波長励起法を用いてマイクロジュール級の高強度単一アト秒パルス光源を構築し、その単一アト秒パルスを用いて観測される2光子二重電離のデータと理論計算との比較から、電子相関時間とその断面積を確定し電子相関に関する物理機構を解明することを目的としている。
平成24年度は、高調波励起レーザーとして、30 fs の基本波 (800 nm) と OPA により発生した 40 fs の IR 光 (1300 nm)を時間・空間的に合成した二色パルスと約 4 m に長尺化した励起レーザーの集光光学系を用いてマイクロジュールクラスの連続スペクトルを有する高次高調波の時間構造を解明した。連続スペクトルの時間構造は，窒素分子の二光子吸収過程を利用した自己相関計測により評価した。アト秒パルスの照射によって発生した N+ イオンの信号を自己相関信号として用いて，パルスの時間幅計測を行った。実験では、空間的に分割した２つの高次高調波の遅延を走査しながら、質量スペクトルの強度を記録した結果，カットオフ領域での単一アト秒パルスの生成が自己相関信号として観測された。その相関波形より評価された高調波の時間波形は約500 as であり， 出力エネルギー及びパルス幅から見積もられた単一アト秒パルスのピークパワーは 2.6 GW，瞬間輝度として約10の30乗 photons /(mm2mrad2s)が得られた。一方、プラトー領域では、±6.5 fs離れた領域にサテライトパルスの発生が見られたもの、パルス幅380 asの準単一アト秒パルスの発生が確認された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画どおり、2波長レーザーの高出力化を行い、マイクロジュール級の単一アト秒パルスを発生し、計画通り自己相関法によるパルス幅の計測に成功したエネルギーの発生に成功した。
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| Strategy for Future Research Activity |
予定どおり、2波長レーザーの高出力化を行い、そのパルス幅を自己相関計測により確認したので、今後は、これを希ガスや2原子分子等に集光し、原子・分子のアト秒ダイナミクス計測を行う。
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Research Products
(8 results)
