極端紫外域強レーザー場における原子や分子の多重電離の研究

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24540425
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 彦坂 泰正 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (00373192)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 多光子多重電離

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、短波長強レーザー場における原子や分子の多光子多重電離過程を明らかにすることを目的とした。本年度も引き続き、理化学研究所のX線自由電子レーザーSACLAを利用し、希ガスの多光子イオン化過程に関する実験研究を行った。本年度は特に、オージェ電子の光学レーザー吸収によるサイドバンド生成の観測により、原子の内殻空孔の多段階のオージェ崩壊過程を実時間で追跡することを目指した。磁気ボトル型電子分光器に導入したリターディング機構によって、Ne1sオージェ電子を十分に高分解能で観測できることを確認した。また、自由電子レーザーと光学レーザーとのタイミングのモニターや光学レーザーのポインティングモニターが、目的の測定のために有効に機能することを確認することができた。しかしながら、自由電子レーザーと光学レーザーとの空間的オーバーラップを十分に得ることができなかったため、オージェ電子の光学レーザー吸収によるサイドバンド生成の観測には至らなかった。これは、用いたアライメント調整用のアパーチャー機構では、集光した自由電子レーザーと数十μm程度に集光された光学レーザーとのオーバーラップを容易に保障することができず、タイミングのモニターと電子スペクトルの実測を繰り返した効率の悪い測定に終始せざるを得ないことになり、測定時間が不足したためである。また、このアライメント調整においては自由電子レーザーを大幅に減光して用いたものの、それでも比較的短時間でアパーチャー板がスパッタリングされてしまい、透過光の単純なモニターでは空間的オーバーラップを確認することができなかったことも実験を困難とした。空間的オーバーラップを除く、その他の必要な実験技術はほぼ確立できたと考えており、研究の目的を達成できる目算が立った。

Research Products

• [Journal Article] Five-photon sequential double ionization of He in intense extreme-ultraviolet free-electron laser fields (2014)
  • Author(s): Y. Hikosaka, M. Fushitani, A. Matsuda, T. Endo, Y. Toida, E. Shigemasa, M. Nagasono, K. Tono, T. Togashi, M. Yabashi, T. Ishikawa and A. Hishikawa
  • Journal Title: Phys. Rev. A Volume: 90 Pages: 053403
  • DOI: 10.1103/PhysRevA.90.053403
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Ultrafast Nonlinear Double Excitations of He in Intense EUV FEL Fields (2014)
  • Author(s): M. Fushitani, Y. Hikosaka, A. Matsuda, C.-N. Liu, T. Morishita, E. Shigemasa, A. Hishikawa
  • Journal Title: EPJ Web of Conferences Volume: 41 Pages: 02009
  • DOI: 10.1051/epjconf/20134102009
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 極紫外自由電子レーザー場における He 原子の 5 光子 2 重イオン化 (2015)
  • Author(s): 彦坂泰正，伏谷瑞穂，松田晃孝，遠藤友随，樋田裕斗，繁政英治，菱川明栄
  • Organizer: 第28回日本放射光学会年会
  • Place of Presentation: 立命館大学びわこ･くさつキャンパス
  • Year and Date: 2015-01-10 – 2015-01-12
• [Presentation] 近赤外強レーザー場におけるHe原子の超高速２光子ラビ振動過程 (2014)
  • Author(s): 伏谷瑞穂, Liu Chien-Nan, 松田晃孝, 遠藤友随, 樋田裕斗, 永園充, 富樫格, 彦坂泰正, 森下亨, 菱川明栄
  • Organizer: 第８回分子科学討論会2014
  • Place of Presentation: 広島大学
  • Year and Date: 2014-09-21 – 2014-09-24
• [Presentation] Two-photon rabi oscillations of excited He atoms in ultrafast strong laser field lonization (2014)
  • Author(s): M. Fushitani, C. Liu, A. Matsuda, T. Endo, Y. Toida, Y. Hikosaka, M. Nagasono, T. Togashi, M. Yabashi, T. Ishikawa, T. Morishita, A. Hishikawa
  • Organizer: 19th International Conference on Ultrafast Phenomena (UP2014)
  • Place of Presentation: Okinawa
  • Year and Date: 2014-07-07 – 2014-07-11
• [Presentation] Determination of absolute cross-sections of nonresonant EUV-UV two-color two-photon ionization of He (2014)
  • Author(s): M. Fushitani, T. Hikosaka, A. Matsuda, T. Endo, E. Shigemasa, M. Nagasono, T. Sato, T. Togashi, M. Yabashi, T. Ishikawa, A. Hishikawa
  • Organizer: 19th International Conference on Ultrafast Phenomena (UP2014)
  • Place of Presentation: Okinawa
  • Year and Date: 2014-07-07 – 2014-07-11