高強度レーザーによる超高速実時間イメージング法

• 研究課題/領域番号: 23540465
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 原子・分子・量子エレクトロニクス
• 研究機関: 電気通信大学
• 研究代表者: 森下 亨 電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 准教授 (20313405)
• 研究分担者: 渡辺 信一 電気通信大学, 情報理工学研究科, 教授 (60210902)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2013年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2012年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2011年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 強レーザー / アト秒 / イメージング / 再衝突過程 / 断熱理論 / シーガート法 / 国際研究者交流、米国、ロシア / 国際研究者交流、デンマーク、オーストリア / 高強度レーザー / 国際研究者交流 / 国際情報交流

研究概要

高強度レーザーを利用した、原子・分子の超高速実時間イメージングの理論および計算手法を開発した。高強度レーザー電場に誘起される再衝突電子過程を利用することによって、空間的には原子の内部構造（サブÅ）、時間的には電子の運動（数フェムト秒からアト秒領域）の超高分解能を達成することが可能であり、これによって物質の繊維における時間分解電子ダイナミクスの研究に新しい道が開け、またレーザーと物質の相互作用に関する深い理解を獲得した。

研究成果

• [雑誌論文] Molecular Siegert states in an electric field. II. Transverse momentum distribution of the ionized electrons (2014)
  • 著者名/発表者名: V. N. T. Pham, O. I. Tolstikhin, and T. Morishita
  • 雑誌名: Phys. Rev 巻: A89 号: 3 ページ: 33426-33426
  • DOI: 10.1103/physreva.89.033426
  • 査読あり
• [雑誌論文] Application of the weak-field asymptotic theory to tunneling ionization of H2O (2014)
  • 著者名/発表者名: L. B. Madsen, Frank Jensen, O. I. Tolstikhin, and T. Morishita
  • 雑誌名: Phys. Rev. A 巻: 89 号: 3 ページ: 33412-33412
  • DOI: 10.1103/physreva.89.033412
  • 査読あり
• [雑誌論文] Weak-field asymptotic theory of tunneling ionization in many-electron atomic and molecular systems (2014)
  • 著者名/発表者名: O. I. Tolstikhin, L. B. Madsen, and T. Morishita
  • 雑誌名: Phys. Rev 巻: A89 号: 1 ページ: 13421-13421
  • DOI: 10.1103/physreva.89.013421
  • 査読あり
• [雑誌論文] Probing dipole-forbidden autoionizing states by isolated attosecond pulses (2014)
  • 著者名/発表者名: W.-C. Chu, T. Morishita, and C. D. Lin
  • 雑誌名: Phys. Rev. A 巻: 89 号: 3
  • DOI: 10.1103/physreva.89.033427
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fine structures in the intensity dependence of excitation and ionization probabilities of hydrogen atoms in intense 800-nm laser pulses (2014)
  • 著者名/発表者名: Q. Li, X.-M. Tong, T. Morishita, H. Wei, and C. D. Lin
  • 雑誌名: Phys. Rev. A 巻: 89 号: 2
  • DOI: 10.1103/physreva.89.023421
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular tunneling ionization of the carbonyl sulfide molecule by double-frequency phase-controlled laser fields (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Ohmura, N. Sato, and T. Morishita
  • 雑誌名: Phy. Rev. A 巻: 89 号: 1
  • DOI: 10.1103/physreva.89.013405
  • 査読あり
• [雑誌論文] First-order correction terms in the weak-field asymptotic theory of tunneling ionization (2013)
  • 著者名/発表者名: V. H. Trinh, O. I. Tolstikhin, L. B. Madsen, and T. Morishita
  • 雑誌名: Phys. Rev 巻: A87 号: 4 ページ: 43426-43426
  • DOI: 10.1103/physreva.87.043426
  • NAID: 110009754754
  • 査読あり
• [雑誌論文] "Effect of nuclear motion on tunneling ionization rates of molecules" (2013)
  • 著者名/発表者名: O. I. Tolstikhin, H. J. Worner, and T. Morishita
  • 雑誌名: Phys. Rev. A 巻: 87, 041401(R) 号: 4
  • DOI: 10.1103/physreva.87.041401
  • 査読あり
• [雑誌論文] "Structure factors for tunneling ionization rates of molecules" (2013)
  • 著者名/発表者名: L. B. Madsen, F. Jensen, O. I. Tolstikhin, and T. Morishita
  • 雑誌名: Phys. Rev. A 巻: 87, 013406 号: 1 ページ: 13406-13406
  • DOI: 10.1103/physreva.87.013406
  • 査読あり
• [雑誌論文] Photoelectron spectra and high Rydberg states of lithium generated by intense lasers in the over-the-barrier ionization regime (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Morishita and C. D. Lin
  • 雑誌名: Phy. Rev. A 巻: 87 号: 6
  • DOI: 10.1103/physreva.87.063405
  • 査読あり
• [雑誌論文] "Laser-Induced Electron Diffraction for Probing Rare Gas Atoms" (2012)
  • 著者名/発表者名: J. Xu, C. I. Blaga, A. D. DiChiara, E. Sistrunk, K. Zhang, Z. Chen, A.-T. Le, T. Morishita, C. D. Lin, P. Agostini, and L. F. DiMauro
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 109, 233002 号: 23 ページ: 233002-233002
  • DOI: 10.1103/physrevlett.109.233002
  • 査読あり
• [雑誌論文] "Theory of High Harmonic Generation for Probing Time-Resolved Large-Amplitude Molecular Vibrations with Ultrashort Intense Lasers" (2012)
  • 著者名/発表者名: A.-T. Le, T. Morishita, R. R. Lucchese, and C. D. Lin
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 109, 203004 号: 20 ページ: 203004-203004
  • DOI: 10.1103/physrevlett.109.203004
  • 査読あり
• [雑誌論文] "Adiabatic theory of ionization by intense laser pulses: Finite-range potentials" (2012)
  • 著者名/発表者名: O. I. Tolstikhin and T. Morishita
  • 雑誌名: Phys. Rev. A 巻: 86, 043107 号: 4 ページ: 43107-43107
  • DOI: 10.1103/physreva.86.043417
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular Siegert states in an electric field (2012)
  • 著者名/発表者名: L. Hamonou, T. Morishita, and O. I. Tolstikhin
  • 雑誌名: Phys. Rev. 巻: A 86 号: 1 ページ: 13412-13412
  • DOI: 10.1103/physreva.86.013412
  • URL: http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.86.013412
  • 査読あり
• [雑誌論文] "Extraction of electron-ion differential scattering cross sections for C2H4 by laser-induced rescattering photoelectron spectroscopy" (2012)
  • 著者名/発表者名: C. Wang, M. Okunishi, R. R. Lucchese, T. Morishita, O. I. Tolstikhin, L. B. Madsen, K. Shimada, D. Ding and K. Ueda
  • 雑誌名: J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 巻: 45, 131001 号: 13 ページ: 131001-131001
  • DOI: 10.1088/0953-4075/45/13/131001
  • 査読あり
• [雑誌論文] "Adiabatic theory of high-order harmonic generation: One-dimensional zero-range-potential model" (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Okajima, O. I. Tolstikhin, and T. Morishita
  • 雑誌名: Phys. Rev. A 巻: 85, 063406 号: 6 ページ: 63406-63406
  • DOI: 10.1103/physreva.85.063406
  • 査読あり
• [雑誌論文] "Application of the weak-field asymptotic theory to the analysis of tunneling ionization of linear molecules" (2012)
  • 著者名/発表者名: L. B. Madsen, O. I. Tolstikhin, and T. Morishita
  • 雑誌名: Phys. Rev. A 巻: 85, 053404 号: 5 ページ: 53404-53404
  • DOI: 10.1103/physreva.85.053404
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electron scattering and photoionization of one-electron diatomic molecules (2012)
  • 著者名/発表者名: H.Miyagi, T.Morishita, S.Watanabe
  • 雑誌名: Physical Eeview A 巻: 85 号: 2 ページ: 22708-22708
  • DOI: 10.1103/physreva.85.022708
  • 査読あり
• [雑誌論文] "Two-electron dynamics in nonlinear double excitation of helium by intense ultrashort extreme-ultraviolet pulses” (2012)
  • 著者名/発表者名: C.-N. Liu, A. Hishikawa, and T. Morishita
  • 雑誌名: Phys. Rev. A 巻: 86, 053426 号: 5
  • DOI: 10.1103/physreva.86.053426
  • 査読あり
• [雑誌論文] Theory of tunneling ionization of molecules: Weak-field asymptotics including dipole effects (2011)
  • 著者名/発表者名: O. I. Tolstikhin, T. Morishita, and L. B. Madsen
  • 雑誌名: Phys. Rev 巻: A 84 号: 5 ページ: 53423-53423
  • DOI: 10.1103/physreva.84.053423
  • URL: http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevA.84.053423
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced Nonlinear Double Excitation of He in Intense Extreme Ultraviolet Laser Fields (2011)
  • 著者名/発表者名: A.Hishikawa, M.Fushitani, Y.Hikosaka, A.Matsuda, C.-N.Liu, T.Morishita, E.Shigemasa, M.Nagasono, K.Tono, T.Togashi, H.Ohashi, H.Kimura, Y.Senba, M.Yabashi, T.Ishikawa
  • 雑誌名: Physical Review Letter 巻: 107 号: 24
  • DOI: 10.1103/physrevlett.107.243003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two-photon double ionization of helium : Evolution of the joint angular distribution with photon energy and two-electron energy sharing (2011)
  • 著者名/発表者名: Z.Zhang, L.-Y.Peng, M.-H.Xu, A.F.Starace, T.Morishita, Q.Gong
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: 84 号: 4
  • DOI: 10.1103/physreva.84.043409
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum control of molecular tunneling ionization in the spatiotemporal domain (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Ohmura, N.Saito, T.Morishita
  • 雑誌名: Physical Eeview A 巻: 83 号: 6
  • DOI: 10.1103/physreva.83.063407
  • 査読あり
• [学会発表] Atomic and Molecular Ionization by Intense Laser Fields : From Tunneling to Over-the-Barrier Regimes (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Morishita
  • 学会等名: Gordon Research Conference, Photoionization & Photodetachment, Probing Electronic and Nuclear Dynamics
  • 発表場所: Hotel Galvez, Galveston, TX, USA
• [学会発表] Atomic and Molecular Ionization by Intense Laser Fields: From Tunneling to Over-the-Barrier Regimes (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Morishita
  • 学会等名: Gordon Research Conference, Photoionization & Photodetachment, Probing Electronic and Nuclear Dynamics
  • 発表場所: Galveston, TX, USA
  • 招待講演
• [学会発表] 分子のトンネルイオン化における核運動の影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 森下亨，O.I.Tolstikhin，H.J.Wörner
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 東海大
• [学会発表] Atomic and molecular ionization in a static electric field : From tunneling to over-the-barrier regimes (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Morishita
  • 学会等名: The workshop on Strong Laser Physics
  • 発表場所: Shang-tou university, Shang-tou, China
  • 年月日: 2013-05-05
• [学会発表] Two-electron dynamics in nonlinear double excitation of helium by intense ultrashort extreme-ultraviolet pulses (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Morishita
  • 学会等名: International Symposium on (e,2e), Double Photoionization and Related Topics & 17th International Symposium on Polarization and Correlation in Electronic and Atomic Collisions
  • 発表場所: He Fei, China
  • 招待講演
• [学会発表] Atomic and molecular ionization in a static electric field: From tunneling to over-the-barrier regimes (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Morishita
  • 学会等名: The workshop on Strong Laser Physics
  • 発表場所: Shang-tou university, China
  • 招待講演
• [学会発表] First \-order correcti0on terms in the weak-field asymptotic theory of tunneling ionization (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Morishita, V. H. Trinh, and O.I. Tolstikhin
  • 学会等名: 4 th international conference on Attosecond Physics
  • 発表場所: Paris, France
• [学会発表] Resolving the enhanced nonlinear double excitation of helium in ntense ultrafast extreme-ultraviolet pulses (2013)
  • 著者名/発表者名: T. Morishita, and C. N. Liu
  • 学会等名: XXVIII international Conference on Photoni, Electronic and Atomic Collisions
  • 発表場所: IMP, Lanzhou, China
• [学会発表] 高強度レーザーによる超高分解能４次元時空イメージング (2013)
  • 著者名/発表者名: 森下亨
  • 学会等名: 新しい光科学の創生とナノデバイスへの展開
  • 発表場所: 東北大学
• [学会発表] 電場中の原子分子トンネルイオン化の漸近理論における1次補正項 (2013)
  • 著者名/発表者名: 森下亨，V. H. Vinh，O. I. Tolstikhin
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 高知大
• [学会発表] Ultra High-Resolution Imaging of Atoms and Molecules with Laser Induced Rescattering Electron Spectroscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Morishita
  • 学会等名: 10th Asian International Seminar on Atomic and Molecular Physics
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
• [学会発表] Laser induced rescattering electron spectroscopy for ultrafast atomic and molecular imaging (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Morishita
  • 学会等名: 5th Asian Workshop on Generation and Application of Coherent XUV and X-ray Radiation (5th AWCXR) and the ISSP International Workshop on Coherent Soft X-ray Sciences
  • 発表場所: Kasihwa, ISSP, Japan
• [学会発表] "Laser induced rescattering electron spectroscopy for ultrafast atomic and molecular imaging" (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Morishita
  • 学会等名: 5th Asian Workshop on Generation and Application of Coherent XUV and X-ray Radiation (5th AWCXR) and the ISSP International Workshop on Coherent Soft X-ray Sciences,
  • 発表場所: Kasihwa, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] "Two-electron dynamics in nonlinear double excitation of He by intense ultrashort EUV pulses" (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Morishita
  • 学会等名: Workshop on Intense Fields and Attosecond Science
  • 発表場所: Aarhus, Denmark
  • 招待講演
• [学会発表] "Ultra High-Resolution Imaging of Atoms and Molecules with Laser Induced Rescattering Electron Spectroscopy" (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Morishita
  • 学会等名: 10th Asian International Seminar on Atomic and Molecular Physics
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 招待講演
• [学会発表] "Time-resolved analysis and visualization of correlated motions of electrons in multiply excited states of atoms" (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Morishita
  • 学会等名: YITP workshop "Resonances and non-Hermitian systems in quantum mechanics"
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] Alignment dependence of ionization of diatomic molecules in strong electric field (2012)
  • 著者名/発表者名: L Hamonou, T. Morishita, O.I. Tolstikhin
  • 学会等名: 5th Asian Workshop on Generation and Application of Coherent XUV and X-ray Radiation (5th AWCXR) and the ISSP International Workshop on Coherent Soft X-ray Sciences
  • 発表場所: Kasihwa, Japan
• [学会発表] "Two photon break up of colinear Coulomb three-body systems by ultrashort intense laser pulses" (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Hoang and T. Morishita
  • 学会等名: 5th Asian Workshop on Generation and Application of Coherent XUV and X-ray Radiation (5th AWCXR) and the ISSP International Workshop on Coherent Soft X-ray Sciences
  • 発表場所: Kasihwa, Japan
• [学会発表] "High-order harmonic spectra of polarized atom" (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Ohmi and T. Morishita
  • 学会等名: 5th Asian Workshop on Generation and Application of Coherent XUV and X-ray Radiation (5th AWCXR) and the ISSP International Workshop on Coherent Soft X-ray Sciences
  • 発表場所: Kasihwa, Japan
• [学会発表] "Rescattering electron spectra for one-electron diatomic molecule induced by intense laser pulses", (2012)
  • 著者名/発表者名: V. Pham, H. Miyagi, and T. Morishita
  • 学会等名: 5th Asian Workshop on Generation and Application of Coherent XUV and X-ray Radiation (5th AWCXR) and the ISSP International Workshop on Coherent Soft X-ray Sciences
  • 発表場所: Kasihwa, Japan
• [学会発表] "Higher-order weak-field asymptotic theory of tunneling ionization for atoms" (2012)
  • 著者名/発表者名: H.V. Trinh and T. Morishita
  • 学会等名: 5th Asian Workshop on Generation and Application of Coherent XUV and X-ray Radiation (5th AWCXR) and the ISSP International Workshop on Coherent Soft X-ray Sciences
  • 発表場所: Kasihwa, Japan
• [学会発表] "Two photon break up of colinear Coulomb three-body systems by ultrashort intense laser pulses" (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Hoang, C. N. Liu, and T. Morishita
  • 学会等名: 10th Asian International Seminar on Atomic and Molecular Physics
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
• [学会発表] Accurate retrieval of structureal information of atoms and molecules by laser-induced rescattering electron spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Morishita
  • 学会等名: International Workshop on Photoionization (IWP)
  • 発表場所: Las Vegas, USA
• [学会発表] Laser induced rescattering electron spectroscopy of ultrafast atomic and molecular imaging, Attosecond Science - Exploring and Controlling Matter on Its Natural Time Scale (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Morishita
  • 発表場所: Kavli Institute for Thoeretical Physics Chiana (KITPC), Beijing, Chiana
• [学会発表] 高強度レーザー場中の単一原子による高次高調波発生の断熱理論２： カットオフエネルギーの量子補正とその物理的解釈 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岡島康雄、O.I.Tolstilhin,森下亨、渡辺信一
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
• [学会発表] 強電場中の原子のシーガート状態 (2011)
  • 著者名/発表者名: 森下亨，Oleg I. Tolstikhin，Pavel. Batishchev
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
• [学会発表] Molecular Siegert states in strong electric field (2011)
  • 著者名/発表者名: リンダ ハモノウ，森下亨，渡辺信一，Oleg I. Tolstkihin
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学
• [学会発表] Laser induced rescattering electron spectroscopy of? ultrafast atomic and molecular imaging (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Morishita
  • 学会等名: Attosecond Science - Exploring and Controlling Matter on Its Natural Time Scale(招待講演)
  • 発表場所: Kavli Institute for Thoeretical Physics Chiana (KITPC), Beijing (Chiana)
• [学会発表] Accurate retrieval of structureal information of atoms and molecules by laser-induced rescattering electron spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Morishita
  • 学会等名: 2011 International Workshop on Photoionization (IWP)(招待講演)
  • 発表場所: Las Vegas (USA)
• [学会発表] Adiabatic Theory of Ionization of Atoms by Intense Laser Pulses (2011)
  • 著者名/発表者名: O. I. Tolstikihin and T. Morishita
  • 学会等名: The 12th International Conference on Multiphoton Processes (ICOMP12) and The 3rd International Conference on Attosecond Physics (ATTO3)
  • 発表場所: Sapporo
• [学会発表] Extracting Electron-Ion Differential Scattering Cross Sections for Partially Aligned Molecules by Laser-induced Rescattering Photoelectron Spectroscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Okunishi, H. Niikura, R. R. Lucchese, T. Morishita, K. Ueda
  • 学会等名: XXVII International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions
  • 発表場所: Belfast, Northern Ireland, UK
• [学会発表] Theoretical study of multi-photon double electron excitation of He by intense ultrashort EUV pulses (2011)
  • 著者名/発表者名: C.-N. Liu , Toru Morishita , T. Morishita, S. Watanabe, A. Hishikawa
  • 学会等名: XXVII International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions
  • 発表場所: Belfast, Northern Ireland, UK
• [学会発表] Adiabatic Theory for Strong Field Ionization of Atoms (2011)
  • 著者名/発表者名: O. I. Tolstikhin, T. Morishita
  • 学会等名: XXVII International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions
  • 発表場所: Belfast, Northern Ireland, UK
• [学会発表] Siegert-state method for ionization of molecules in strong field (2011)
  • 著者名/発表者名: L. Hamonou, T. Morishita, O. I. Tolstikhin , S. Watanabe
  • 学会等名: XXVII International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions
  • 発表場所: Belfast, Northern Ireland, UK
• [学会発表] Differential cross sections of an electron scattering by two-centre Coulomb potentials (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Miyagi, T. Morishita, S. Watanabe
  • 学会等名: XXVII International Conference on Photonic, Electronic and Atomic Collisions
  • 発表場所: Belfast, Northern Ireland, UK
• [学会発表] 再衝突電子分光法による超高分解能実時間原子分子イメージング
  • 著者名/発表者名: 森下亨
  • 学会等名: 第72回応用物理学会学術後援会(招待講演)
  • 発表場所: 山形大学
• [学会発表] 極性分子のトンネルイオン化の漸近理論
  • 著者名/発表者名: 森下亨，O.I.Tolstikhin，L.B. Madsen
  • 学会等名: 日本物理学会第６７回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学
• [学会発表] Alignment dependence of ionization of hydrogen molecular ion in strong electric field
  • 著者名/発表者名: L. Hamonou，森下亨，O.I. Tolstikhin，渡辺信一
  • 学会等名: 日本物理学会第６７回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学
• [学会発表] EUV-FELによるHeの多光子2電子励起
  • 著者名/発表者名: 伏谷瑞穂，彦坂泰正，松田晃孝，C.-N. Liu，森下亨，繁政英治，永園充，登野健介，富樫格，大橋治彦，木村洋明，仙波泰徳，矢橋牧名，石川哲也，菱川明栄
  • 学会等名: 日本物理学会第６７回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学
• [図書] 高強度レーザーによるアト秒領域の超高速原子・分子イメージング (2011)
  • 著者名/発表者名: 森下亨
  • 出版者: 光 アライアンス 2011年11月号