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本研究は、強レーザー場中の二量体クラスターの核波束の動きを実時間追跡することによって多重電離と高調波発生のメカニズムを明らかにすると共に、この過程を制御するための量子光学的手法を開発する事を目的としている。第一段階として、超音速ジェット中に生成したHg-X二量体クラスター(X=希ガス原子あるいは二原子分子)の励起状態ポテンシャル曲面上での核波束の動きを、一対のフェムト秒超短レーザーパルスを用いたポンププローブ法によって観測することを試み、これに成功した。観測された波束運動からポテンシャル形状を決定すると共に、このポテンシャル上での波束制御の可能性を理論計算によって定量的に検討した。その結果、周波数変調光パルスや位相ロックされた光パルス列が波束運動を大きく変化させ得ることがわかった。そこで、同クラスターに対して後者のパルス列位相制御を実験的に試みた結果、実際にこの様な制御が可能であることが明らかになった。現在、前者の変調光パルス実験を準備中である。一方、以上の実験で発生させた核波束に高強度レーザーパルスを照射した際に放出される電子や解離フラグメントイオンを検出する為の飛行時間型質量分析計の動作テストを行なった。その結果、特に低エネルギーの電子を検出する場合、外部磁場の影響が深刻である事が分かったので、真空容器内部を二重のμメタル層で外部から磁場遮蔽した。これによって、低エネルギー電子の検出が可能になると共に、エネルギー分解能が飛躍的に向上した。また、同様の実験を高融点の金属クラスターに拡張する為に、1000℃まで昇温可能な金属オーブンを試作し、これをCaやBa等の高融点金属に対して適用したところ、1000℃以下の範囲では良好に作動する事がわかった。
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