パルス伝播効果とレーザー誘起コヒーレンスを取り入れた量子制御理論の構築

结合脉冲传播效应和激光诱导相干性的量子控制理论的构建

基本信息

批准号：
14077211
负责人：
中嶋隆
金额：
$ 5.76万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

超短パルスレーザーの技術が進展するにつれ,最近では〜5fsのパルスを発生させることが可能となってきた。可視波長域における〜5fs程度のパルスはわずか数サイクルしかレーザー電場を含まないため「数サイクルパルス」と呼ばれる。光強度が高い領域においては,たとえば高次高調波や超閾イオン化などの物理現象に絶対位相依存性のあることが見出されており,定性的にはトンネルイオン化描像によって明快に説明することができる。しかし,光強度の低い,いわゆる多光子イオン化領域において絶対位相効果が見られるかどうかはトンネルイオン化の描像からはもちろん予測できない。単純に時間非依存の摂動論的な多光子イオン化の遷移行列要素の式を思い浮かべると,位相依存性はないのではないかという結論に至る。更に,束縛状態の占有確率についても,トンネルイオン化描像は何も説明しない。しかしながら,もしもレーザー発振器レベルのパルスエネルギーで実現可能な光強度で何らかの物理量に絶対位相効果が見つかれば,実験的には非常にインパクトが大きい。なぜなら,レーザー発振器に関しては位相が安定化された数サイクルパルスレーザーは既に市販化もされていることからもわかるように,増幅パルスの位相安定化に比べ,技術的にははるかに容易であり,何らかの物理現象の位相依存性を通じて位相を知ることができれば位相安定パルスの位相制御にも役立つからである。我々は,時間依存シュレーディンガー方程式を数値的に解くことにより,多光子イオン化領域においてもサイクル数が極めて少ない(<2サイクル)パルスについて顕著な位相依存性が観測されうることを見出した。また,その物理的起源についてはトンネルイオン化とはメカニズムが全く異なることも発見した。

随着Ultra-Short Pulse激光技术的发展，最近可能会产生〜5fs的脉冲。在可见的波长范围内的脉冲约为约5F，称为“几个循环脉冲”，因为它仅包含几个激光电场的周期。在具有高光强度的区域，已经发现，诸如高阶谐波和超望剂电离之类的物理现象具有绝对的相位依赖性，并且可以通过隧道电离图像来清楚地解释。但是，当然，从隧道电离的图像中不能预测，绝对相位效应可以在所谓的多光电离区域中看到绝对相位效应。如果我们简单地想象时间非依赖性，扰动理论多光电离的过渡序列元素的方程，我们得出结论，没有相位依赖性。此外，隧道电离图像没有解释有关绑定状态的占用概率的任何内容。但是，如果可以在某些物理量中发现具有光强度的绝对相位效应，这可以在激光振荡器水平下通过脉冲能量实现，这将是一个非常大的实验影响。这是因为，从以下事实可以看出，对于激光振荡器，具有相位稳定的几个周期脉冲激光器已经在市售上可用，它比放大脉冲的相位稳定在技术上要容易得多，并且如果相位可以通过某种物理现象的相位依赖性来了解相位的相位，那么它也将对相位稳定的脉冲脉冲的相位有用。通过数值求解时间依赖性的Schrödinger方程，我们发现即使在多光子离子化区域中，对于极少量循环（<2个循环）的脉冲也可以观察到显着的相位依赖性。它还发现其物理起源的机制与隧道电离完全不同。