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配向した分子中から発生する高次高調波の物理過程の解明

研究課題

研究課題/領域番号 26247065
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
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(理学部), 教授 (20322034)

連携研究者 峰本 紳一郎  東京大学, 大学院理学系研究科, 助教 (90323493)
研究協力者 加藤 康作  
酒見 悠介  
文 堤會  
武井 大祐  
中川 桂  
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
42,640千円 (直接経費: 32,800千円、間接経費: 9,840千円)
2016年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2015年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
2014年度: 26,650千円 (直接経費: 20,500千円、間接経費: 6,150千円)
キーワード原子・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
研究成果の概要

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を最適化した。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に配向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を示している。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。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (32件) (うち国際学会 7件、 招待講演 4件) 備考 (5件)

  • [雑誌論文] Laser-field-free three-dimensional molecular orientation2016

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Takei, Je Hoi Mun, Shinichirou Minemoto, and Hirofumi Sakai
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 94 号: 1

    • DOI

      10.1103/physreva.94.013401

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Structure determination of molecules in an alignment laser field by femtosecond photoelectron diffrction using an X-ray free-electron laser2016

    • 著者名/発表者名
      Shinichiro Minemoto
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 号: 1 ページ: 38654-38654

    • DOI

      10.1038/srep38654

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Photoelectron diffraction from laser-aligned molecules with X-ray free-electron laser pulses2015

    • 著者名/発表者名
      Kyo Nakajima
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 5 号: 1 ページ: 140651-1406511

    • DOI

      10.1038/srep14065

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Laser-field-free orientation of state-selected asymmetric top molecules2014

    • 著者名/発表者名
      Je Hoi Mun, Daisuke Takei, Shinichirou Minemoto, and Hirofumi Sakai
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 89 号: 5 ページ: 51402-51402

    • DOI

      10.1103/physreva.89.051402

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase differences of near-threshold high-order harmonics generated in atoms and molecules2014

    • 著者名/発表者名
      Kosaku Kato, Shinichirou Minemoto, Yusuke Sakemi, and Hirofumi Sakai
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 90 号: 6 ページ: 063403-063403

    • DOI

      10.1103/physreva.90.063403

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] SACLAを用いた光電子回折による配向分子の構造可視化:超高速化学反応の時間発展可視化に向けて2017

    • 著者名/発表者名
      峰本紳一郎
    • 学会等名
      第3回放射光連携ワークショップ
    • 発表場所
      ステーションカンファレンス東京(東京都・千代田区)
    • 年月日
      2017-01-31
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Orientation dependence in multi-channel dissociative ionization of carbonyl sulfide (OCS) molecules2016

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Sakai
    • 学会等名
      EMN Meeting on Ultrafast 2016
    • 発表場所
      Melbourne (Australia)
    • 年月日
      2016-10-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] フェムト秒2波長レーザーパルスで励起されたCO分子の回転波束からの偶数次高調波の発生機序2016

    • 著者名/発表者名
      峰本紳一郎、小松原航、酒井広文
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      金沢大学角間キャンパス(石川県・金沢市)
    • 年月日
      2016-09-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Verification of nonadiabatic orientation of CO molecules with a femtosecond two-color laser pulse studied by high-order harmonic generation and Coulomb explosion imaging2016

    • 著者名/発表者名
      Shinichirou Minemoto, Wataru Komatsubara, and Hirofumi Sakai
    • 学会等名
      International Conference on Ultrafast Phenomena 2016
    • 発表場所
      Santa Fe, New Mexico (USA)
    • 年月日
      2016-07-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nonadiabatic orientation with a femtosecond two-color laser field studied by high-order harmonic generation and ion imaging spectrometry2016

    • 著者名/発表者名
      Shinichirou Minemoto, Koji Umemoto, Tatsuya Sumiya, Ryota Katsumi, Wataru Komatsubara, Siobhan Tobin, Hsu Liu, and Hirofumi Sakai
    • 学会等名
      International Conference on Ultrafast Phenomena
    • 発表場所
      Santa Fe Community Convention Center, Santa Fe, New Mexico, USA
    • 年月日
      2016-07-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Femtosecond structure determination of aligned molecules in an intense laser field studied by X-ray photoelectron diffraction with an XFEL2016

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      39th International Conference on Vacuum Ultraviolet and X-ray Physics
    • 発表場所
      Zurich (Switzerland)
    • 年月日
      2016-07-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Femtosecond structure determination of molecules in an alignment laser by photoelectron diffraction with an XFEL2016

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      The 16th International Conference on X-Ray Lasers
    • 発表場所
      Nara (Japan)
    • 年月日
      2016-05-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] XFELを用いた光電子回折法による高強度レーザー中の分子構造2016

    • 著者名/発表者名
      峰本紳一郎、寺本高啓、赤木浩、間嶋拓也、中嶋享、小川奏、酒井広文、富樫格、登野健介、吉田慎太郎、和田健、矢橋牧名、柳下明
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学泉キャンパス(宮城県仙台市泉区天神沢)
    • 年月日
      2016-03-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 気相実験におけるXFELとフェムト秒レーザー光との同期法の開発2016

    • 著者名/発表者名
      峰本紳一郎、寺本高啓、赤木浩、間嶋拓也、中嶋享、小川奏、酒井広文、富樫格、登野健介、吉田慎太郎、和田健、矢橋牧名、柳下明
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学泉キャンパス(宮城県仙台市泉区天神沢)
    • 年月日
      2016-03-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 高次高調波発生とイオンイメージングを併用して評価したフェムト秒2波長レーザーパルスによるCO分子の非断熱的な配向度2016

    • 著者名/発表者名
      峰本紳一郎、梅本滉嗣、住谷達哉、小松原航、酒井広文
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス(東京都目黒区大岡山)
    • 年月日
      2016-03-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] フェムト秒2波長レーザーパルスで達成できる非断熱的分子配向度の評価2016

    • 著者名/発表者名
      峰本紳一郎、小松原航、酒井広文
    • 学会等名
      レーザー学会学術講演会第36回年次大会
    • 発表場所
      名城大学天白キャンパス(愛知県名古屋市天白区)
    • 年月日
      2016-01-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Ultrafast structure determination of a molecule in an intense laser field by photoelectron diffraction imaging using XFEL2015

    • 著者名/発表者名
      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
    • 学会等名
      International Conference on Electron Spectroscopy and Structure: ICESS2015
    • 発表場所
      Stony Brook University, New York, USA
    • 年月日
      2015-09-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 配列した分子から発生する第三高調波の時間依存偏光状態の測定2015

    • 著者名/発表者名
      峰本紳一郎、酒井広文
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学千里山キャンパス(大阪府吹田市山手町)
    • 年月日
      2015-09-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] フェムト秒2波長レーザーパルスを用いた非断熱的分子配向制御の検証2015

    • 著者名/発表者名
      峰本紳一郎、酒井広文
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      関西大学千里山キャンパス(大阪府吹田市山手町)
    • 年月日
      2015-09-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 高次高調波発生とイオンイメージング法の併用による非断熱的分子配向制御の検証2015

    • 著者名/発表者名
      峰本紳一郎、勝見亮太、小松原航、Tobin Siobhan、Liu Hsu、酒井広文
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市熱田区)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 紫外域の時間依存偏光パルス測定のための偏光分解型スペクトル干渉計の開発2015

    • 著者名/発表者名
      峰本紳一郎、酒井広文
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市熱田区)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Photoelectron diffraction from laser-aligned molecules using an x-ray free-electron laser2015

    • 著者名/発表者名
      K. Nakajima, T. Teramoto, H. Akagi, T. Fujikawa, T. Majima, S. Minemoto, K. Ogawa, H. Sakai, T. Togashi, K. Tono, S. Tsuru, K. Wada. M. Yabashi, and A. Yagishita
    • 学会等名
      ICPEAC satellites, International Symposium on (e,2e), Double Photo-ionization and Related Topics/The 18th International Symposium on Polarization and Correlation in Electronic and Atomic Collisions
    • 発表場所
      San Sebastian, Spain
    • 年月日
      2015-07-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 超高速光電子回折法の開発II2015

    • 著者名/発表者名
      中嶋享、寺本高啓、赤木浩、藤川高志、間嶋拓也、峰本紳一郎、小川奏、酒井広文、富樫格、登野健介、水流翔太、和田健、矢橋牧名、柳下明
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会(2015年)
    • 発表場所
      早稲田大学早稲田キャンパス(東京都新宿区)
    • 年月日
      2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 配列した二酸化炭素分子から発生する高次高調波の楕円率依存性2015

    • 著者名/発表者名
      中川桂、峰本紳一郎、酒井広文
    • 学会等名
      2015年第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス(神奈川県平塚市)
    • 年月日
      2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 硫化カルボニル分子の多チャンネル解離性イオン化における角度依存性2015

    • 著者名/発表者名
      酒見悠介、峰本紳一郎、長野晃士、酒井広文
    • 学会等名
      2015年第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス(神奈川県平塚市)
    • 年月日
      2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 状態選別した分子のフィールドフリーな配列および配向制御2015

    • 著者名/発表者名
      文提會、夏沛宇、峰本紳一郎、酒井広文
    • 学会等名
      2015年第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス(神奈川県平塚市)
    • 年月日
      2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Orientation dependence in multi-channel dissociative ionizations of OCS molecules2015

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Sakemi, Shinichirou Minemoto, and Hirofumi Sakai
    • 学会等名
      The 4th Ultrafast Dynamic Imaging of Matter (UDIM 2015)
    • 発表場所
      Grindelwald, Switzerland
    • 年月日
      2015-03-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Laser-field-free three-dimensional molecular orientation2015

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Takei, Je Hoi Mun, Shinichirou Minemoto, and Hirofumi Sakai
    • 学会等名
      The 4th Ultrafast Dynamic Imaging of Matter (UDIM 2015)
    • 発表場所
      Grindelwald, Switzerland
    • 年月日
      2015-03-09 – 2015-03-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 回転量子状態を選別した分子の完全にフィールドフリーな状況下での配向制御2015

    • 著者名/発表者名
      文提會、峰本紳一郎、酒井広文
    • 学会等名
      一般社団法人レーザー学会学術講演会第35回年次大会
    • 発表場所
      東海大学高輪校舎(東京都港区)
    • 年月日
      2015-01-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 硫化カルボニル分子のトンネルイオン化確率の分子配向依存性2015

    • 著者名/発表者名
      酒見悠介、峰本紳一郎、長野晃士、酒井広文
    • 学会等名
      一般社団法人レーザー学会学術講演会第35回年次大会
    • 発表場所
      東海大学高輪校舎(東京都港区)
    • 年月日
      2015-01-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 配列した分子から発生する高次高調波のイオン化限界近傍における楕円率依存性に対するレーザー強度の効果2015

    • 著者名/発表者名
      中川桂、峰本紳一郎、酒井広文
    • 学会等名
      一般社団法人レーザー学会学術講演会第35回年次大会
    • 発表場所
      東海大学高輪校舎(東京都港区)
    • 年月日
      2015-01-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] X線自由電子レーザーによる配列分子の光電子回折2015

    • 著者名/発表者名
      中嶋享、寺本高啓、赤木浩、藤川高志、間嶋拓也、峰本紳一郎、小川奏、酒井広文、富樫格、登野健介、水流翔太、和田健、矢橋牧名、柳下明
    • 学会等名
      第28回日本放射光学会年会放射光科学合同シンポジウム
    • 発表場所
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス(滋賀県草津市)
    • 年月日
      2015-01-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] イオン化閾値付近の高次高調波の位相差の測定2014

    • 著者名/発表者名
      加藤康作、峰本紳一郎、酒見悠介、酒井広文
    • 学会等名
      2014年第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学札幌キャンパス(北海道札幌市)
    • 年月日
      2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 硫化カルボニル分子のトンネルイオン化の配向依存性2014

    • 著者名/発表者名
      酒見悠介、峰本紳一郎、飯田耀、酒井広文
    • 学会等名
      2014年第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学札幌キャンパス(北海道札幌市)
    • 年月日
      2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 状態選別した分子の完全にフィールドフリーな条件下での配向制御2014

    • 著者名/発表者名
      文提會、室谷悠太、峰本紳一郎、酒井広文
    • 学会等名
      2014年第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学札幌キャンパス(北海道札幌市)
    • 年月日
      2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Laser-field-free three-dimensional molecular orientation2014

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Sakai
    • 学会等名
      Stereodynamics 2014
    • 発表場所
      St. Petersburg, Russia
    • 年月日
      2014-08-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Observation of phase difference of near-threshold high-order harmonics generated in nitrogen molecules2014

    • 著者名/発表者名
      Kosaku Kato, Shinichirou Minemoto, Yusuke Sakemi, and Hirofumi Sakai
    • 学会等名
      International Symposium on “The Forefront of Ultrafast Spectroscopy”
    • 発表場所
      RIKEN (Wako Campus), Saitama, Japan
    • 年月日
      2014-05-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 東京大学大学院理学系研究科物理学専攻酒井広文研究室ホームページ

    • URL

      http://www.amo-phys-s-u-tokyo.jp/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
  • [備考] レーザー電場のない条件下での気体分子の完全配向制御に成功!

    • URL

      http://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/2016/4929/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] フェムト秒X線光電子回折法により強レーザー電場中の分子の構造を決定

    • URL

      http://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/info/5180/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 超高速光化学反応を可視化する「分子ムービー」の原理を実証

    • URL

      http://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/2015/39.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 酒井広文研究室ホームページ

    • URL

      http://www.amo-phys-s-u-tokyo.jp/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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