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配列または配向した分子中からの高次高調波発生とその物理

研究課題

研究課題/領域番号 19204041
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 原子・分子・量子エレクトロニクス・プラズマ
研究機関東京大学

研究代表者

酒井 広文  東京大学, 大学院・理学系研究科, 准教授 (20322034)

研究分担者 峰本 紳一郎  東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教 (90323493)
研究期間 (年度) 2007 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
44,070千円 (直接経費: 33,900千円、間接経費: 10,170千円)
2009年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2008年度: 11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円)
2007年度: 28,470千円 (直接経費: 21,900千円、間接経費: 6,570千円)
キーワード原子・分子物理 / 高性能レーザー / 配列・配向分子 / 高次高調波発生 / 搬送波包絡位相 / プラズマシャッター / 立体ダイナミクス / 超高速イメージング
研究概要

(1)2波長レーザー光により形成される非対称レーザー電場を用いた分子配向制御手法の開発において、Even-Lavieバルブの導入により試料分子の初期回転温度を下げ、イオドベンゼン(C_6H_5I)分子の配向制御が実現していることの確実な証拠を得た。これにより、初期回転温度の低下による配向度の向上と本手法の汎用性の実証に成功した。
(2)非断熱的に配列した分子に対し、フェムト秒Ti:sapphireレーザー光の基本波と第2高調波の偏光を直交させて照射することによって観測される高調波スペクトルの解析から、N_2,O_2分子などの分子軌道に関する情報を得る新しい分子軌道イメージング手法の開発を進めた。必要な高調波スペクトルの観測と参照用の高調波スペクトルの理論計算を行い、分子軌道に関する情報の抽出法について検討した。
(3)配向した分子を試料とし、高次高調波発生を始めとする「分子内電子の立体ダイナミクス」の研究を推進するためには配向度の高い分子試料の生成が不可欠である。この目的のため、分子の初期回転量子状態を選択できるhexapole focuser(6極集束器)やmolecular deflector(分子偏向器)を組み込んだ装置の設計を行った。
(4)分子の初期回転量子状態を選択した試料に対し、フェムト秒2波長レーザーパルスをその強度やパルス幅を最適化して照射することにより、配向度の十分高い分子試料を生成できることを理論計算により示した。

報告書

(3件)
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2009 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (18件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Generation of high-order sum and difference frequencies by adding an intense parallel and perpendicular-polarized infrared laser field2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Oguchi, S.Minemoto, H.Sakai
    • 雑誌名

      Physical Review A 80

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Field-free molecular orientation by an intense nonresonant two-color laser field with a slow turn on and rapid turn off2009

    • 著者名/発表者名
      M. Muramatsu, M. Hita, S. Minemoto, and H. Sakai
    • 雑誌名

      Physical Review A 79

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Alignment dependence of the structural deformation of CO_2 molecules in an intense femtosecond laser field2008

    • 著者名/発表者名
      S. Minemoto, T. Kanai, and H. Sakai
    • 雑誌名

      Physical Review A 77

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Laster-Field-Free Molecular Orientation2008

    • 著者名/発表者名
      A. Goban, S. Minemoto, and H. Sakai
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 101

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Retrieving photorecombination cross sections of atoms from high-order harmonic spectra2008

    • 著者名/発表者名
      S. Minemoto, T. Umegaki, Y. Oguchi, T. Morishita, 他3名
    • 雑誌名

      Physical Review A 78

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimal Control of Nonadiabatic Alignment of Rotationally Cold N_2 Molecules with the Feedback of Degree of Alignment2008

    • 著者名/発表者名
      T.Suzuki, Y.Sugawara, S.Minemoto, and H.Sakai
    • 雑誌名

      Physical Review Letters 100

      ページ: 33603-33603

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Laser-field-free molecular orientation with combined electrostatic and rapidly-tumed-off laser fields2008

    • 著者名/発表者名
      Y.Sugawar, A.Goban, S.Minemoto, and H.Sakai
    • 雑誌名

      Physical Review A 77

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Alignment dependence of the structural defbrmation of CO_2 molecules in anintense femtosecond laser field2008

    • 著者名/発表者名
      S.Minemoto, T.Kanai, and H.Sakai
    • 雑誌名

      Physical Review A 77

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient generation of high-order sum and difference frequencies in the xuvRegion by combining a weak longer-wavelength field2007

    • 著者名/発表者名
      Y.Nomura, T.Kanai, S.Minemoto, and H.Sakai
    • 雑誌名

      Physical Review A 75

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Controlling the molecular orientation in the laser-field-free condition2009

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Sakai
    • 学会等名
      Ultra-Fast Dynamic Imaging of Matter II
    • 発表場所
      Ischia, Naples, Italy
    • 年月日
      2009-04-30
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Recent progress in the control of molecular orientation2009

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Sakai
    • 学会等名
      Riken International Symposium on Attosecond Science
    • 発表場所
      Saitama, Japan
    • 年月日
      2009-04-03
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 高次高調派発生による希ガス原子の電子再結合断面積の評価2009

    • 著者名/発表者名
      峰本紳一郎、梅垣俊仁、大口雄一郎、森下亨、Anh-Thu Le、渡辺信一、酒井広文
    • 学会等名
      2009年(平成21年)春季第56回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      筑波大学筑波キャンパス
    • 年月日
      2009-03-31
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 非共鳴二波長レーザー電場による分子配向制御2009

    • 著者名/発表者名
      小田啓太、峰本紳一郎、日田真史、酒井広文
    • 学会等名
      2009年(平成21年)春季第56回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      筑波大学筑波キャンパス
    • 年月日
      2009-03-31
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 高次高調波スペクトルからの原子構造の抽出2009

    • 著者名/発表者名
      梅垣俊仁、森下亨、峰本紳一郎、大口雄一郎、Anh-Thu Le、渡辺信一、酒井広文
    • 学会等名
      日本物理学会第64回年次大会
    • 発表場所
      立教大学池袋キャンパス
    • 年月日
      2009-03-29
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] レーザー光を用いた分子配向制御の新展開2009

    • 著者名/発表者名
      酒井広文
    • 学会等名
      物性研短期研究会、第2回極限コヒーレント光科学ワー クショップ「極限波長領域における光科学の新展開」
    • 発表場所
      柏
    • 年月日
      2009-03-02
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Recent progress in laser-induced molecular orientation2009

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Sakai
    • 学会等名
      The 1st Shanghai Tokyo Advanced Research Symposium on Ultrafast Intense Laser Science
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2009-02-13
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 2波長レーザー光による高次の和・差周波発生I: 偏光依存症2009

    • 著者名/発表者名
      大口雄一郎、峰本紳一郎、酒井広文
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第29回年次大会
    • 発表場所
      徳島大学常三島キャンパス
    • 年月日
      2009-01-11
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 2波長レーザー光による高次の和・差周波発生II: 波長依存症2009

    • 著者名/発表者名
      大口雄一郎、峰本紳一郎、酒井広文
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第29回年次大会
    • 発表場所
      徳島大学常三島キャンパス
    • 年月日
      2009-01-11
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 完全にフィールドフリーな分子配向制御のための2波長プラズマシャッター技術の開発2009

    • 著者名/発表者名
      小田啓太、峰本紳一郎、日田真史、村松雅弘、酒井広文
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第29回年次大会
    • 発表場所
      徳島大学常三島キャンパス
    • 年月日
      2009-01-10
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 高次高調波スペクトルからの原子構造の抽出2008

    • 著者名/発表者名
      梅垣俊仁、森下亨、峰本紳一郎、大口雄一郎、Anh-Thu Le、渡辺信一、酒井広文
    • 学会等名
      東京農工大学・電気通信大学第5回合同シンポジウム 「ナノ未来材料とコヒーレント光科学」
    • 発表場所
      電気通信大学
    • 年月日
      2008-12-13
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 2波長レーザー光による高次和・差周波の観測と偏光依存症2008

    • 著者名/発表者名
      峰本紳一郎、大口雄一郎、酒井広文
    • 学会等名
      日本物理学会2008年秋季大会
    • 発表場所
      岩手大学上田キャンパス
    • 年月日
      2008-09-20
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Field-free molecular orientation2008

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Sakai
    • 学会等名
      11th International Conference on Multiphoton Processes(ICOMP 2008)
    • 発表場所
      Heidelberg, Germany
    • 年月日
      2008-09-19
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 2波長を用いた高次和・差周波発生2008

    • 著者名/発表者名
      峰本紳一郎、大口雄一郎、酒井広文
    • 学会等名
      2008年(平成20年)秋季第69回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      中部大学
    • 年月日
      2008-09-04
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 分子配向制御のための2波長レーザー光のプラズマシャッター技術の開発2008

    • 著者名/発表者名
      小田啓太、峰本紳一郎、村松雅弘、酒井広文
    • 学会等名
      2008年(平成20年)秋季第69回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      中部大学
    • 年月日
      2008-09-04
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Laser-field-free molecular orientation2008

    • 著者名/発表者名
      Akihisa Goban, Shinichirou Minemoto, and Hirofumi Sakai
    • 学会等名
      The 2008 Multiphoton Processes Gordon Research Conference
    • 発表場所
      New Hampshire, U. S. A.
    • 年月日
      2008-06-09
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] レーザー光を用いた分子操作技術とその応用2008

    • 著者名/発表者名
      酒井広文
    • 学会等名
      「原子構造体・クラスタービームテクノロジー」に関す る先導的研究開発委員会第8回委員会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2008-05-08
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 高強度レーザー電場のない状況下での分子の配列および配向制御2007

    • 著者名/発表者名
      峰本 紳一郎, 碁盤 晃久, 酒井 広文
    • 学会等名
      日本物理学会 第62回年次大会
    • 発表場所
      北海道大学札幌キャンパス
    • 年月日
      2007-09-23
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] Electronic and Nuclear Dynamics in Molecular Systems 中の Section 1.10, Chapter2, Chapter4 を Hirofumi Sakai が分担執筆2009

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Fujimura, Hirofumi Sakai
    • 出版者
      World Scientific(予定, 印刷中)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [図書] Advances in Multi-Photon Processes and Spectroscopy Vol. 18中のChapter 3 Molecular Manipulation Techniques and Their Applications2008

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Sakai
    • 総ページ数
      25
    • 出版者
      World Scientific
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [備考] 気体分子の向きを揃える新手法を開発

    • URL

      http://www.s.u-tokyo.ac.jp/press/press-2008-13.html

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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