2016 Fiscal Year Annual Research Report
Underlying physics of high-order harmonic generation from oriented molecules
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26247065
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
酒井 広文 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (20322034)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 原子・分子物理 / 気体分子の配列・配向制御 / 高次高調波発生 / 超閾イオン化 / 分子軌道イメージング / プラズマシャッター / 分子偏向器 / 六極集束器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1) フェムト秒2波長レーザーパルスでCO分子の回転波束を励起し、CO分子の回転周期近傍で偶数次高調波が発生する条件として、2波長間の相対位相とポンプ光を照射後の遅延時間について最適化し、同じポンプ光を用いてクーロン爆裂イメージング法でCO分子の配向度を評価したところ、CO分子のマクロな配向は事実上実現していないことを明らかにした。このことは、偶数次高調波の観測が試料分子がマクロな配向をしていることを示す必要条件ではあるが十分条件ではないことの実例と言える。また、今回の実験条件で偶数次高調波が観測されたことはBorn-Oppenheimer近似を越えた特異な量子現象と位置づけられる。
(2) ベンゼンに代表される回転対称性のよい分子を面配列した分子集団を試料とし、円偏光パルスの照射により発生すると期待される高次高調波を実験的に初めて観測し、その発生特性を詳細に調べる研究に着手した。まず、ヘリウムをキャリアガスとし、室温で液体のベンゼンをその蒸気圧で決まる密度で高調波発生のための媒質とし、安定に高調波を発生させ、定量的なデータを取得するための技術を開発した。既にフェムト秒Ti:sapphireパルスのみを使用した場合の高調波の楕円率依存性は取得できており、今後ナノ秒Nd:YAGレーザーパルスを併用し、ベンゼン分子を面配列させて高調波の楕円率依存性を測定するなど理論計算の予言の検証を目指す。
(3) 非共鳴2波長レーザー電場のみを用いる全光学的な分子配向制御手法にプラズマシャッター技術を導入し、レーザー電場の遮断直後や試料分子の回転周期後に、完全に外場のない条件下で配向制御を実現する手法の開発を推進した。ナノ秒Nd:YAGレーザーの基本波と第2高調波の立ち上がりのタイミングを合わせるため、干渉計型の光路を導入した。2波長間の相対位相の揺らぎはPID制御で安定化する技術を開発した。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(11 results)
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[Journal Article] Structure determination of molecules in an alignment laser field by femtosecond photoelectron diffraction using an X-ray free-electron laser2016
Author(s)
Shinichirou Minemoto, Takahiro Teramoto, Hiroshi Akagi, Takashi Fujikawa, Takuya Majima, Kyo Nakajima, Kaori Niki, Shigeki Owada, Hirofumi Sakai, Tadashi Togashi, Kensuke Tono, Shota Tsuru, Ken Wada, Makina Yabashi, Shintaro Yoshida, and Akira Yagishita
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 6
Pages: 38654 (9ページ)
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Femtosecond structure determination of aligned molecules in an intense laser field studied by X-ray photoelectron diffraction with an XFEL2016
Author(s)
S. Minemoto, T. Teramoto, H. Akagi, T. Fujikawa, T. Majima, K. Nakajima, K. Ogawa, H. Sakai, T. Togashi, K. Tono, S. Tsuru, S. Yoshida, K. Wada, M. Yabashi, and A. Yagishita
Organizer
39th International Conference on Vacuum Ultraviolet and X-ray Physics
Place of Presentation
Zurich (Switzerland)
Year and Date
2016-07-05
Int'l Joint Research
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[Presentation] Femtosecond structure determination of molecules in an alignment laser by photoelectron diffraction with an XFEL2016
Author(s)
S. Minemoto, T. Teramoto, H. Akagi, T. Fujikawa, T. Majima, K. Nakajima, K. Ogawa, H. Sakai, T. Togashi, K. Tono, S. Tsuru, S. Yoshida, K. Wada, M. Yabashi, and A. Yagishita
Organizer
The 16th International Conference on X-Ray Lasers
Place of Presentation
Nara (Japan)
Year and Date
2016-05-24
Int'l Joint Research
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