Rotational energy level structure of molecules in a high energy region

高能区分子的旋转能级结构

基本信息

批准号：
21K18143
负责人：
長谷川宗良
金额：
$ 16.47万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では高強度光を用いて回転超高励起状態を生成し，そのエネルギー準位構造を調べることを目的としている。回転超高励起状態の生成にはoptical centrifuge（OC）光が必要となる。従来の手法ではアップチャープおよびダウンチャープした二つの光を重ね合わせることでOC光を作成していたが，我々は二つのアップチャープ光を用いてOC光を作ることを着想した。我々の手法では自己位相変調（SPM）を用いることでコンパクトな装置でエネルギー効率良くOC光の生成ができると考えられ，その実現を目指して研究を進めてきた。2021年度は水および空気を媒質としたSPMによりアップチャープ光を生成したが，光パルスの空間的な強度分布が悪くOC光として使うことができなかった。今年度（2022年度）は，SPM媒質としてスクロールポンプで到達できる程度の低圧の空気を用いたところ空間的な強度分布に改善が見られた。SPMにより生成したアップチャープ光（アップチャープ光１）と，フェムト秒レーザーシステムの圧縮器の直前で取り出したピコ秒のアップチャープ光（アップチャープ光２）を混ぜることによってOC光の生成に成功した。生成したOC光をNO分子へ照射し回転状態の励起実験を行ったが，明確な高回転励起状態の生成は確認できなかった。この原因として，アップチャープ光１のパルス幅をピコ秒程度に伸長させるために作成したストレッチャー内部において短波長側のスペクトルがレンズによって削られていたことが判明した。このため充分なバンド幅を含むOC光が生成しておらず高回転状態が生成しなかったものと考えている。またアップチャープ光１の光強度が充分高くなかったことも考えられる。現在，これらの問題を解決するためにストレッチャーの光学素子を変更しアップチャープ光１の全てのバンド幅をカバーできるOC光の生成を進めている。

本研究的目的是利用高强度光产生旋转超高激发态并研究其能级结构。需要光学离心机 (OC) 光来产生旋转超高激发态。在传统方法中，OC光是通过叠加两个上啁啾光和下啁啾光来创建的，但我们提出了使用两个上啁啾光创建OC光的想法。我们相信我们的方法使用自相位调制（SPM）通过紧凑的设备产生节能的OC光，并且我们一直在进行研究以实现这一目标。 2021年，以水和空气为介质，利用SPM产生上行线性调频光，但光脉冲的空间强度分布较差，无法用作OC光。本财年（2022财年），我们使用了涡旋泵可达到的低压空气作为SPM介质，空间强度分布得到了改善。我们通过将SPM产生的上行线性调频光（上行线性调频光1）与在飞秒激光系统的压缩器之前提取的皮秒上行线性调频光（上行线性调频光2）混合，成功地产生了OC光。我们进行了一项实验，通过将产生的OC光照射到NO分子上来激发旋转态，但我们无法确认是否产生了清晰的高旋转激发态。人们发现，造成这种情况的原因是，展宽器内的透镜削去了短波长侧的光谱，而展宽器的创建是为了将上行线性调频光1的脉冲宽度延长至约皮秒。因此，我们认为没有产生具有足够带宽的OC光并且没有产生高旋转状态。也可能是上行线性调频光1的光强度不够高。为了解决这些问题，我们目前正致力于通过改变展宽器的光学元件来产生可以覆盖上行线性调频光1的整个带宽的OC光。

项目成果

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专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Dynamics of molecular rotational wave packets induced by intense ultrashort pulsed laser fields

强超短脉冲激光场诱导的分子旋转波包动力学

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
I. Kikuchi;S. Fukahori;and H. Hasegawa;深堀信一，久保歩未，長谷川宗良;中村健汰，深堀信一，長谷川宗良;鳥井亮佑，根岸茉由，岩沢叡明，深堀信一，長谷川宗良;S. Fukahori
通讯作者：
S. Fukahori

Rotational Excitation of H2O Induced by an Intense Femtosecond Laser Field

强飞秒激光场引起 H2O 的旋转激发