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本研究では、分子の幾何学的構造の超高速時間発展を気体電子回折実験によって解明することを目的として、シングルサイクルテラヘルツ波の照射下で標的分子に高速電子を衝突させることによって、<10 fsの時間分解能で電子回折像を得ることができるテラヘルツ波アシステッド電子回折（THz-wave-assisted electron diffraction; TAED）法を開発する計画であった。このTAED法を実現するための散乱電子測定装置やテラヘルツ波発生光学系を開発するとともに、散乱電子信号分布の数値シミュレーション法を確立し、散乱電子信号分布から分子の幾何学的構造を決定する理論的な枠組みを構築するする計画である。そして、この手法を用いて、超短パルスレーザーによって光励起された分子の構造変化を<10 fsの時間分解能で追跡することを目標としていた。
本年度の研究実績の概要としては、レーザーアシステッド電子散乱装置を改修して、散乱点におけるテラヘルツ波の時間波形を電気光学サンプリング法によって計測できる光学システムを構築した。構築した光学システムを用いて、電気光学サンプリング法を実施し、テラヘルツ波の時間波形を測定した結果、時間幅 0.96 ps、電場強度 18.1 kV/cm の単一サイクルテラヘルツ波を散乱点に集光できることを確認した。また、Ar 原子を試料として、波長 800 nm のフェムト秒レーザーを用いて、レーザーアシステッド電子散乱過程を観測することによって、テラヘルツ波アシステッド電子散乱過程測定のための実験条件の検証を行った。本成果によって、テラヘルツ波アシステッド電子散乱過程の初観測のための準備を全て完了することができた。
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