強レーザーによって生成される電子ボルテックスビームを用いた超高速分子イメージング

2023 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21K03417
• 研究機関: 電気通信大学
• 研究代表者: 森下 亨 電気通信大学, 量子科学研究センター, 教授 (20313405)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: ボルテックス電子 / アト秒 / 再衝突

研究実績の概要

分子内電子の運動に比べてレーザー場の時間変化が十分に遅いという事実に基づく断熱理論により、ボルテックス電子の再衝突過程について理論的研究を進めた。平面波についての構造抽出の方法をボルテックス電子についてのものへ拡張した。再衝突過程に対応する光電子運動量スペクトルから物質固有の量である散乱振幅の情報が高精度で抽出できることを示した。これまでの散乱理論は平面波についてのみであり、ボルテックス電子の散乱に対する散乱振幅は全く新しい物理量である。ボルテックス電子と平面波に対する散乱振幅を併せて分子構造の詳細な情報が得られることを明らかにした。得られた結果をまとめて学会で発表した。また、時間依存シュレーディンガー方程式の数値計算コードを様々レーザー偏光についての拡張し、高速化高速化を行った。これにより、様々な偏光に対するボルテックス電子の再衝突過程についての詳細な分析を行うことが可能となった。高強度楕円偏光レーザーパルスによる再衝突過程についてについて関連する研究をまとめて学術論文として発表した。さらに、ボルテックス電子の生成過程の理解に重要な m=1 の対称性を持つトンネルイオン化状態についての研究を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Simulations of the correlated momentum distributions for nonsequential double ionization of neon in elliptically polarized laser fields (2024)
  • 著者名/発表者名: Chen Zhangjin、Chen Qinghua、Kang Huipeng、Morishita Toru
  • 雑誌名: Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics 巻: 57 ページ: 055401～055401
  • DOI: 10.1088/1361-6455/ad285d
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] High-order above-threshold ionization in elliptically polarized laser fields: Identifying the recollision time (2023)
  • 著者名/発表者名: Chen Zhangjin、Ding Qiongmin、Chen Qinghua、Li Shuqi、Liu Fang、Kang Huipeng、Morishita Toru、Chen Jing
  • 雑誌名: Physical Review A 巻: 107 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1103/PhysRevA.107.053107
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 高強度レーザー場中のボルテックス電子の再衝突を用いた原子・分子イメージング (2023)
  • 著者名/発表者名: 森下亨, 古畑翔, オレグトルスチヒン
  • 学会等名: 日本物理学会