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本研究では、パルス超強磁場下でピコ秒オーダーのポンププローブ分光法を確立することにある。パルス超強磁場の発生時間がマイクロ秒オーダーであり、通常用いている手法がそのまま適用できない。そこで、低繰り返し周波数の短パルスレーザーのパルス幅測定法であるパルス幅シングルショットオートコリレータの技術を応用し、時間軸情報を空間軸情報に転写することで、短い測定時間でのポンププローブ分光を行うことができることを目指している。具体的にはまずピコ秒程度の間隔で並んだプローブパルス列を形成し、参照パルスと有限の入射角をもってCCDカメラ素子上に入射させ、プローブパルス列の時間プロファイルを空間的な干渉パターンとして観測するという方法を用いる。次にポンプ光による観測したプローブパルス列の時間プロファイルの変調を調べることで通常のポンププローブ分光と同様の情報が得られる。本年度、行った研究は以下のとおりである。
冷却CCDカメラ、回折格子、ミラー、ビームスプリッタなど光学系を本補助金により購入。それぞれの立ち上げを行った。測定系の確立のため超強磁場装置を組み込まずにシングルショットポンププローブ光学系の構築を目指した。特にプローブパルス測定系が重要なのでこの部分の光学系を組んだ。
まず、ファブリーペロー共振器なし、試料なしという最も単純な配置でチタン・サファイアレーザーの基本波(800nm近傍)の単一プローブパルスの時間変化を観測するという実験を試みた。そこで時間分解能、時間窓などとプローブパルス測定系のプローブ光入射角やビーム径など調整パラメータの関係を調べた。現在、プローブパルス列を観測可能なように光学系を拡張中である。
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