時間遅延補償分光器の限界への挑戦

• 研究課題/領域番号: 26600107
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 光工学・光量子科学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 関川 太郎 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90282607)
• 研究協力者: 五十嵐 裕紀 ; 槇田 歩 ; 藤原 丈久 ; 飯窪 亮
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2015年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2014年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: 高次高調波 / 光電子分光 / パルス圧縮 / 分子軌道 / 時間遅延補償分光器

研究成果の概要

本研究の目的は，我々が開発した時間遅延補償分光器から1フェムト秒(fs)高次高調波パルスを発生し計測することと，光源を利用した光化学反応の時間分解光電子分光による研究を目的とした．
1 fs パルス発生のため，中空ファイバーを用いて10 fsのレーザーパルスを発生した．ビーム方向をフィードバック制御し，5時間以上安定に動作した．しかし，中空ファイバーによるエネルギー損失が多くパルスエネルギーが少なかったため，高調波のパルス幅計測に至らなかった．
しかし，光学系の分散補償の最適化により，現有光源において時間分解能を55fsまで改善することができた．それを用いて光化学反応ダイナミクスを研究した．

研究成果

• [国際共同研究] stockholm university(sweden)
• [雑誌論文] Excited State Non-Adiabatic Dynamics of N-Methylpyrrole: A Time-Resolved Photoelectron Spectroscopy and Quantum Dynamics Study (2016)
  • 著者名/発表者名: G. Wu, S. P. Neville, O. Schalk, T. Sekikawa, M. N. R. Ashfold, G. A. Worth, and A. Stolow
  • 雑誌名: Journal of Chemical Physics 巻: 144 号: 1 ページ: 2463-2468
  • DOI: 10.1063/1.4938423
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] 単一次数高調波光源による気相分子の時間分解光電子分光 (2015)
  • 著者名/発表者名: 関川太郎，飯窪亮，原渕祐，佐藤壮太，武次徹也，萱沼洋輔
  • 雑誌名: レーザー研究 巻: 43 ページ: 833-837
  • NAID: 130007957178
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Excited State Non-Adiabatic Dynamics of Pyrrole: A Time-Resolved Photoelectron Spectroscopy and Quantum Dynamics Study (2015)
  • 著者名/発表者名: G. Wu, S. Neville, O. Schalk, T. Sekikawa, M. Ashfold, G. Worth, and A. Stolow
  • 雑誌名: Journal of Chemical Physics 巻: 142 号: 7
  • DOI: 10.1063/1.4907529
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrafast relaxation dynamics in trans-1,3-butadiene studied by time-resolved photoelectron spectroscopy with high harmonic pulses (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Makida, H. Igarashi, T. Fujiwara, T. Sekikawa, Y. Harabuchi, and T. Taketsugu
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. Lett. 巻: 5 号: 10 ページ: 1760-1765
  • DOI: 10.1021/jz5003567
  • 査読あり
• [学会発表] 1,4- シクロヘキサジエンにおける水素原子の脱離ダイナミクス (2016)
  • 著者名/発表者名: 荒木孝太郎，天宅建晴，跡部龍之介，関川太郎，原渕祐，佐藤 壮太，武次 徹也
  • 学会等名: 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）
  • 年月日: 2016-03-21
• [学会発表] 時間分解光電子分光による1,2-ブタジエンの光化学反応ダイナミクスの研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 飯窪亮, 藤原丈久, 関川太郎, 原渕祐, 佐藤壮太, 武次徹也, 萱沼洋輔
  • 学会等名: 第9回分子科学討論会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス（東京都目黒区）
  • 年月日: 2015-09-19
• [学会発表] 共役系ジエンにおける超高速光励起緩和ダイナミクスの研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 天宅建晴，荒木孝太郎，関川太郎
  • 学会等名: 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）
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] Ring-opening dynamics of 1,3-cyclohexadiene studied by time-resolved molecular orbital spectroscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Sekikawa, R. Iikubo, Y. Harabuchi, and T. Taketsugu
  • 学会等名: The Hamburg Conference on Femtochemistry
  • 発表場所: DESY, Hamburg (Germany)
  • 年月日: 2015-07-15
  • 国際学会
• [学会発表] Photodissociation of 1,2-Butadiene Studied by Time-Resolved Molecular Orbital Spectroscopy Using Single-Order High Harmonic Pulses (2015)
  • 著者名/発表者名: R. Iikubo, T. Fujiwara, ∙T. Sekikawa, Y. Harabuchi, T. Taketsugu, and Y. Kayanuma
  • 学会等名: Conference on Lasers and Electro-Optics Europe & European Quantum Electronics
  • 発表場所: Munich（Germany）
  • 年月日: 2015-06-21
  • 国際学会
• [学会発表] Photodissociation of 1,2-Butadiene Studied by Time-Resolved Molecular Orbital Spectroscopy Using Single-Order High Harmonic Pulses (2015)
  • 著者名/発表者名: R. Iikubo, T. Fujiwara, T. Sekikawa, Y. Harabuchi, T. Taketsugu, and Y. Kayanuma,
  • 学会等名: 4th Advanced Lasers and Photon Sources Conference ALPS’15
  • 発表場所: Pacifico Yokohama(Yokohama, Kanagawa)
  • 年月日: 2015-04-23
  • 国際学会
• [学会発表] Time-resolved molecular orbital spectroscopy using single-order high harmonic pulses (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Sekikawa, R. Iikubo, T. Fujiwara, Y. Harabuchi, and T. Taketsugu
  • 学会等名: Ultrafast Dynamic Imaging of Matter 2015
  • 発表場所: Grindelwald (スイス)
  • 年月日: 2015-03-11
• [学会発表] 時間分解分子軌道分光による1,3-シクロヘキサジエンの光化学反応ダイナミクスの研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 飯窪 亮，藤原丈久，関川太郎，原渕 祐，武次徹也
  • 学会等名: 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（港区）
  • 年月日: 2015-01-12
• [学会発表] 時間分解分子軌道分光による1，2-ブタジエンの光解離の研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 飯窪 亮，藤原丈久，関川太郎，原渕 祐，武次徹也
  • 学会等名: 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（港区）
  • 年月日: 2015-01-12
• [学会発表] 時間分解光電子分光による1,3-シクロヘキサジエンの光開環反応の研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 飯窪 亮, 藤原 丈久, 関川 太郎, 原渕 祐, ,武次 徹也
  • 学会等名: 第8回分子科学討論会
  • 発表場所: 広島大学（東広島市）
  • 年月日: 2014-09-24
• [学会発表] 1,3-シクロヘキサジエンの開環反応の観測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 飯窪亮，藤原丈久，関川太郎，原渕祐，武次徹也
  • 学会等名: 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（札幌市）
  • 年月日: 2014-09-19
• [学会発表] 1,2-butadieneにおける化学結合切断の実時間観測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 飯窪亮，藤原丈久，関川太郎，原渕祐，武次徹也
  • 学会等名: 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（札幌市）
  • 年月日: 2014-09-18
• [学会発表] Ultrafast Relaxation and Photodissociation Dynamics of 1,3-Butadiene Studied by Probing Molecular Orbitals (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Makida, T. Fujiwara, T. Sekikawa, Y. Harabuchi, and T. Taketsugu,
  • 学会等名: 19th International Conference on Ultrafast Phenomen
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター（宜野湾市）
  • 年月日: 2014-07-08
• [学会発表] Ultrafast and Photodissociation Dynamics of 1,2-Butadiene Studied by Photoelectron Spectroscopy (2014)
  • 著者名/発表者名: Iikubo, T. Fujiwara, T. Sekikawa, Y. Harabuchi, and T. Taketsugu
  • 学会等名: 19th International Conference on Ultrafast Phenomen
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター（宜野湾市）
  • 年月日: 2014-07-07
• [学会発表] Ultrafast Relaxation and Photodissociation Dynamics of 1,3-Butadiene Studied by Probing Molecular Orbitals (2014)
  • 著者名/発表者名: A. Makida, T. Fujiwara, Y. Harabuchi, T. Taketsugu, and Taro Sekikawa
  • 学会等名: Conference on Lasers and Electro-Optics
  • 発表場所: San Jose (USA)
  • 年月日: 2014-06-09
• [図書] Optical Technologies for Extreme-Ultraviolet and Soft X-ray Coherent Sources (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Sekikawa
  • 総ページ数: 19
  • 出版者: Springer