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パルス伝播効果とレーザー誘起コヒーレンスを取り入れた量子制御理論の構築

研究課題

研究課題/領域番号 14077211
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関京都大学

研究代表者

中嶋 隆  京都大学, エネルギー理工学研究所, 助教授 (50281639)

研究期間 (年度) 2002 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
9,000千円 (直接経費: 9,000千円)
2005年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2004年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2003年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
2002年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
キーワード数サイクルパルス / 絶対位相 / トンネルイオン化 / 多光子イオン化 / 高次高調波 / 極端紫外光 / 超閾イオン化 / 量子制御 / パルス伝播 / コヒーレンス / 自動電離 / 伝搬ダイナミクス / ac Stark shift
研究概要

超短パルスレーザーの技術が進展するにつれ,最近では〜5fsのパルスを発生させることが可能となってきた。可視波長域における〜5fs程度のパルスはわずか数サイクルしかレーザー電場を含まないため「数サイクルパルス」と呼ばれる。光強度が高い領域においては,たとえば高次高調波や超閾イオン化などの物理現象に絶対位相依存性のあることが見出されており,定性的にはトンネルイオン化描像によって明快に説明することができる。しかし,光強度の低い,いわゆる多光子イオン化領域において絶対位相効果が見られるかどうかはトンネルイオン化の描像からはもちろん予測できない。単純に時間非依存の摂動論的な多光子イオン化の遷移行列要素の式を思い浮かべると,位相依存性はないのではないかという結論に至る。更に,束縛状態の占有確率についても,トンネルイオン化描像は何も説明しない。しかしながら,もしもレーザー発振器レベルのパルスエネルギーで実現可能な光強度で何らかの物理量に絶対位相効果が見つかれば,実験的には非常にインパクトが大きい。なぜなら,レーザー発振器に関しては位相が安定化された数サイクルパルスレーザーは既に市販化もされていることからもわかるように,増幅パルスの位相安定化に比べ,技術的にははるかに容易であり,何らかの物理現象の位相依存性を通じて位相を知ることができれば位相安定パルスの位相制御にも役立つからである。
我々は,時間依存シュレーディンガー方程式を数値的に解くことにより,多光子イオン化領域においてもサイクル数が極めて少ない(<2サイクル)パルスについて顕著な位相依存性が観測されうることを見出した。また,その物理的起源についてはトンネルイオン化とはメカニズムが全く異なることも発見した。

報告書

(4件)
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2006 2004 その他

すべて 雑誌論文 (4件) 文献書誌 (5件)

  • [雑誌論文] Phase-dependent excitation and ionization in the multiphoton ionization regime2006

    • 著者名/発表者名
      T.Nakajima, S.Watanabe
    • 雑誌名

      Optics Letters (in press)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Phase-sensitive atom localization in a loop Λ-system2006

    • 著者名/発表者名
      Chengpu Liu, Shangqing Gong, T.Nakajima, Zhizhan Xu
    • 雑誌名

      Journal of Modern Optics (in press)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Observation of two-photon above-threshold ionization of rare gases by xuv harmonic photons2004

    • 著者名/発表者名
      N.Miyamoto et al.
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 93

      ページ: 83903-83903

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Two-photon above-threshold-ionization cross sections of rare gas atoms by xuv photons2004

    • 著者名/発表者名
      T.Nakajima, S.Watanabe
    • 雑誌名

      Physical Review A 70

      ページ: 43412-43412

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] Takashi Nakajima: "Control of spin-polarization of photoions/photoelectrons using short laser pulses"Applied Physics Letters. (to appear in May 10 issue). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Takashi Nakajima: "Influence of ac Stark shifts on the propagation of phase-controlled lasers in a two-level medium"Journal of the Optical Society of America B. 19. 261-267 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] L.A.A.Nikolopoulos, Takashi Nakajima, P.Lambropoulos: "Influence of the helium autoionization structures on the single/double ionization signal"European Physical Journal D. 20. 297-304 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Takashi Nakajina, L.A.A.Nikolopoulos: "Use of helium double ionization for autocorrelation of an XUV pulse"Physical Review A. 66. 041402(R) (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] L.A.A.Nikolopoulos, Takashi Nakajima, P.Lambropoulos: "Direct versus sequential double ionization of Mg at XUV radiation"Physical Review Letters. 90. 043003 (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2018-03-28  

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