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フェムト秒レーザーの時空間波形整形と分子制御への応用

研究課題

研究課題/領域番号 14077218
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

神成 文彦  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40204804)

研究分担者 津田 裕之  慶應義塾大学, 理工学部, 助教授 (90327677)
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
47,400千円 (直接経費: 47,400千円)
2005年度: 11,500千円 (直接経費: 11,500千円)
2004年度: 12,200千円 (直接経費: 12,200千円)
2003年度: 11,900千円 (直接経費: 11,900千円)
2002年度: 11,800千円 (直接経費: 11,800千円)
キーワードフェムト秒パルスレーザー / 周波数領域波形整形 / 分子制御 / 適応制御 / 周波数域波形整形
研究概要

高強度フェムト秒レーザー光子場にさらされた分子において形成される多次元の光ドレスド反応ポテンシャル曲面に沿った分子の核波束の動きを,励起光パルスによって制御することが可能になれば,新しい分子制御が可能となる。しかし,パルスの瞬時周波数変化(周波数チャープ)は核波束の動きに及ぼす影響は少なが,周波数が2倍,3倍変化した場合には核波束遷移への影響は少なからずあるはずである。ただし,エタノール分子では励起波長が800nmから400nmに変化しても,光ドレスド反応ポテンシャル曲面そのものは単に電界強度の関数であり,それ自体が変化することは期待できないので,波長による違いは,波束の動きに伴う多光子励起過程あるいは非断熱遷移確率の違いとして現れる変化である。我々は,800nmフェムト秒レーザーパルスの2倍高調波を用いてエタノールイオンのC-C,C-O結合解離についてより詳細に調べ,800nmと400nmレーザーパルスの顕著な違いを明らかにした。
今年度の研究から以下のことが明らかになった。
(1)波長400nmにおいても800nmと同様に,パルス幅を長くすることによってC-O結合解離がC-C結合解離に対して促進される度合いが大きいことが明らかになった。連続した光電界下での波束の動きが重要であり,適当な核間距離での多光子励起が起きているものと推測できる。ただし,ポンプープローブ励起では同じ結果が得られない。
(2)400nm励起時の波束の移動は,パルス幅とクーロン爆発によって確認される2価イオン生成からも確認された。
(3)400nmパルスを伸長させて800nmTLパルスと併用すると,適当な遅延時間差において,高い収量で高いC-O/C-C解離比をもった解離イオン化反応を実現できる。高強度な基本波パルスは,親イオン生成に用い,波束のガイドおよび遷移に比較的低強度な短い波長のパルスを利用するスキームが有効であることがわかり,今後,3次高調波,白色光パルスの使用が期待できる。

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

    (16件)

すべて 2006 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (8件) 図書 (1件) 文献書誌 (7件)

  • [雑誌論文] Numerical analysis of amplitude-to-phase noise conversion in a self-referencing scheme using ultrashort white-continuum light generated by microstructure fibers2006

    • 著者名/発表者名
      M.Tianprateep
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 45・3

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] フェムト秒レーザーを用いたポンプ-プローブ法による化合物半導体の欠陥分布計測2005

    • 著者名/発表者名
      堀内浩平
    • 雑誌名

      レーザー研究 33・12

      ページ: 868-872

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Sub-10 fs, multimillijoule laser system2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Oishi
    • 雑誌名

      Review of Scientific Instruments 76・9

      ページ: 0931141-0931146

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Influence of spatiotemporal coupling induced by an ultrashort laser pulse shaper on a focused beam profile2005

    • 著者名/発表者名
      T.Tanabe
    • 雑誌名

      Appl.Opt. 44・6

      ページ: 1093-1093

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Numerical analysis of amplitude-to-phase noise conversion in a self-referencing scheme using ultrashort white-continuum light generated by microstructure fibers2005

    • 著者名/発表者名
      M.Tianprateep
    • 雑誌名

      Opt.Rev. (印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Amplitude and phase accurate shaping of ultrashort optical pulses before pulse amplification for molecular control2004

    • 著者名/発表者名
      T.Tanabe
    • 雑誌名

      IEEE J.Selected Topics in Quantum Electron. 10・1

      ページ: 221-221

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Feedback control for accurate shaping of ultrashort optical pulses prior to chirped pulse amplification2004

    • 著者名/発表者名
      T.Tanabe
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. 43・4A

      ページ: 1366-1366

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Spectral-shape- controllable supercontinuum generation in microstructured fibers using adaptive pulse shaping technique2004

    • 著者名/発表者名
      M.Tianprateep
    • 雑誌名

      Jpn.J.Appl.Phys. 43・12

      ページ: 8059-8059

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [図書] 「フェムト秒テクノロジー」の中の「8.フェムト秒レーザーパルスの波形整形とその応用」を担当2006

    • 著者名/発表者名
      神成 文彦 (分担)
    • 出版者
      (株)化学同人(未定)
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [文献書誌] R.Itakura: "Dissociative ionization of ethanol in chirped intense laser fields"J.Chem.Phys.. 119・8. 4179 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Yamazaki: "Fiber delivery of ultrashort optical pulses pre-shaped on the basis of a backward propagation solver"Jpn.J.Appl.Phys.. 42・12. 7313 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Tanabe: "Spectrum-holographic formation of fine etching patterns on a silicon surface with pulse-shaped femtosecond laser pulses"Jpn.J.Appl.Phys.. 42・9A. 5594 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Tanabe: "Compensation for a transfer function of a regenerative amplifier to generate accurately shaped ultrashort pulses in both the amplitude and phase"IEEE J.Selected Topics in Quantum Electron.. (印刷中). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Tanabe: "Feedback control for accurate shaping of ultrashort optical pulses prior to chirped pulse amplification"Jpn.J.Appl.Phys.. (印刷中). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Ohno, T.Tanabe, F.Kannari: "Adaptive pulse shaping of phase and amplitude of an amplified femtosecond pulse laser by direct reference to frequency-resolved optical gating traces"J. Opt. Soc. Am.. 19・11. 2781-2790 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Tanabe, H.Tanabe, Y.Teramura, F.Kannari: "Spatiotemporal measurements based on spatial spectral interferometry for ultrashort optical pulses shaped by Fourier pulse shaper"J. Opt. Soc. Am.. 19・11. 2795-2802 (2002)

    • 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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