2012 Fiscal Year Annual Research Report
分子トンネルイオン化の量子制御を利用したレーザー場フーリエ合成
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24340097
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
大村 英樹 独立行政法人産業技術総合研究所, 計測フロンティア研究部門, 主任研究員 (60356665)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
齋藤 直昭 独立行政法人産業技術総合研究所, 計測フロンティア研究部門, 主幹研究員 (90357070)
森下 亨 電気通信大学, 情報理工学(系), 助教 (20313405)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 原子・分子 / 量子制御 / コヒーレント制御 / 位相制御レーザーパルス |
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| Research Abstract |
本研究課題の目的は、申請者がこれまでに培ってきた2色の位相制御レーザーパルスによる気体分子の異方性トンネルイオン化の量子制御技術を多色の位相制御レーザーに発展させ、従来技術では困難であった課題に対して原子分子制御の質的転換を目指した新しい方法論を提示することである。具体的には以下のとおりである。1.多色位相制御レーザーパルスにおいて各周波数成分の相対位相の計測と制御が可能な、レーザー場フーリエ合成装置の作製。2.フーリエ合成された多色位相制御レーザーパルスによって駆動された光電子の運動を追跡するイオン-光電子同時検出装置の高性能化。3.強いレーザー場による分子トンネルイオン化の精密な理論の構築と実験との詳細な比較検討。
平成24年度の成果は以下の通りである。
1.現有設備であるナノ秒QスイッチYAGレーザーの高調波の相対位相を制御する多色位相制御レーザーパルス発生装置を作製した。3色位相制御レーザーパルスを3原子分子(OCS)に照射する実験を行い、位相に強く依存する配向選択分子イオン化の観測に成功した。
2.当初の計画では、短時間でS/Nのよい2次元画像データを取得するためイオン-電子同時検光電子追跡装置に、1KHzで動作する高繰り返し超音速分子線用ピエゾバルブを導入する予定であった。しかしながら、高繰り超音速分子線用ピエゾバルブの導入だけでなく、真空チェンバーの排気速度の向上などが必要となり、当初の計画よりコストが大幅に上昇することが判明した。そこで電解イオン顕微鏡を基本構造とした原子分子溜め込み型真空チェンバーによるイオン-光電子追跡装置に計画変更し、その作製を行った。
3.「シーガート漸近理論」をもとに、非対称分子軌道からのトンネルイオン化の異方性についての理論的枠組みを構築し、計算コード開発を行った。そして、COやOCSなどの簡単な2、3原子分子について高精度の理論計算を実行し、得られた結果を学術雑誌に発表した。計算プログラムを構築した。
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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
当初の計画では、短時間でSINのよい2次元画像データを取得するためイオン・電子同時検光電子追跡装置に、IKHzで動作する高繰り返し超音速分子線用ピエゾバルブを導入する予定であったが、電解イオン顕微鏡を基本構造とした原子分子溜め込み型真空チェンバーによるイオン・光電子追跡装置に計画変更し、その作製を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
性能を評価した結果、1kHzの動作でSINのよい2次元画像データが取得できることがわかった。
平成25年度は、昨年度に作製した多色位相制御レーザーパルス発生装置によって発生させた4色位相制御レーザーパルスを、単純な構造を持つ2原子分子(CO)や3原子分子(OCS)などの簡単な気相分子に照射して配向選択分子イオン化を観測する。配向分子選択イオン化の位相依存性から各周波数成分の相対位相の決定を行い、4色位相制御レーザーパルスのフーリエ合成を行う。得られた結果を取りまとめ、成果の発表を行う。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
電解イオン顕微鏡を基本構造とした原子分子溜め込み型真空チェンバーによるイオン-光電子追跡装置に計画変更したことによる繰越金はさらなる装置の高性能化に使用予定である。
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