高強度軟X線高次高調波と原子の非線形相互作用による多価イオン生成メカニズムの解明

阐明高强度软X射线高次谐波与原子之间非线性相互作用产生多价离子的机制

基本信息

批准号：
16740237
负责人：
長谷川宗良
金额：
$ 2.37万
依托单位：
Institute for Molecular Science (2005)The Institute of Physical and Chemical Research (2004)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

軟X線領域(λ<30nm)において非常に大きな強度(10^<14>W/cm^2)を持つ高次高調波と物質の相互作用を調べることは、強光子場下における新奇な現象を発見するという興味に加えて、光源である高次高調波自体をキャラクタリゼーションする上で重要である。特に高次高調波は、その広い周波数帯域からアト秒パルスを発生する事が可能であり、そのパルス幅を直接計測する事が求められている。しかし、時間幅が非常に短いためその計測においては非線形現象を用いた相関法で測定する以外になく、強度の弱い光源ではパルス幅を直接計測出来ていなかった。昨年度に、我々は高強度の高次高調波を用いることによって世界で初めて軟X線領域における非線形光学現象を観測した。この観測にもとづき、本年度はこの非線形現象を利用して電子分光法を用いた高次高調波のパルス幅の計測を行った。具体的には、高次高調波(11〜15次)を用いてヘリウムおよびアルゴン原子の非線形過程を電子分光装置を用いて観測し、この非線形現象を用いて、高次高調波のパルス幅の計測を行った。本研究で用いた飛行時間型の電子分光装置ではイオンの計測に比べて捕集効率が落ちるため、軟X線ではなく、強度の強い波長60nm近傍の高次高調波を光源として使用した。観測されたパルス幅は、おおよそ30fs程度のものが得られたが、これは高次高調波を発生させる基本波のパルス幅が23fsであるためだと思われる。また時間的な分解能を向上させることによって、高次高調波のパルスにはさらにパルス構造があり、それらのパルス幅が450asであることが明らかとなった。これらの結果は、今後の発展が期待されるアト秒科学の分野において、光のパルス幅の直接計測を行う上で大きな寄与をするものである。

在软X射线区域（λ<30nm）研究物质与极高强度（10^<14>W/cm^2）的高次谐波之间的相互作用是强光子场下的一种新现象。除了发现光源的兴趣之外，表征高次谐波本身也很重要。特别是高次谐波可以产生宽频带的阿秒脉冲，需要直接测量脉冲宽度。然而，由于时间宽度很短，测量它的唯一方法是使用利用非线性现象的相关方法，并且还无法直接用弱光源测量脉冲宽度。去年，我们利用高强度高次谐波在世界上首次观测到了软X射线区域的非线性光学现象。基于这一观察，今年我们利用这种非线性现象，利用电子能谱测量了高次谐波的脉冲宽度。具体来说，我们将使用电子能谱仪来观察氦原子和氩原子使用高次谐波（11次到15次）的非线性过程，并利用这种非线性现象对高次谐波的脉冲宽度进行测量。。由于本研究中使用的飞行时间电子能谱仪的收集效率比离子测量低，因此我们使用波长在60 nm左右的强高次谐波作为光源，而不是软X射线。观察到的脉冲宽度约为30fs，这被认为是因为产生高次谐波的基波的脉冲宽度为23fs。此外，通过提高时间分辨率，发现高次谐波脉冲具有附加的脉冲结构，其脉冲宽度为450as。这些成果将为阿秒科学领域未来有望发展的光脉冲宽度的直接测量做出重大贡献。

项目成果

期刊论文数量（7）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Nonlinear multiphoton process of He at 42 eV by high-order harmonics

高次谐波在 42 eV 下的 He 非线性多光子过程

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Laser Physics 15
影响因子：
0
作者：
Taro Nagao;Toshiyuki Tanaka;M.Yasuhara;A.Morinaga;Y.Nabekawa et al.;K.Midorikawa et al.;M.Ueyama et al.;H.Hasegawa et al.
通讯作者：
H.Hasegawa et al.

Multiphoton ionization of He by using intense high-order harmonics in the soft-x-ray region