Exploring a technique for forming a molecular ensemble with macroscopic rotational symmetry

探索形成具有宏观旋转对称性的分子系综的技术

• 批准号: 22K19005
• 负责人: 酒井 広文
• 金额: $ 4.16万
• 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 (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19005/
• 关键词: 回転対称性をもつ分子アンサンブル; 超分極率相互作用; クーロン爆裂イメージング; 波長レーザーパルス用プラズマシャッター; マクロな回転対称性; 分子アンサンブル; プラズマシャッター

本研究では、互いに逆回りに円偏光した基本波パルスと第２高調波パルスを重ね合わせて形成される３回対称な電場トラジェクトリーとBX_3（X=F, Cl, Br, I）の様な点群D_3hに属する分子の超分極率相互作用によって、試料分子の三つの腕を３回対称な電場の向きに揃え、マクロな３回対称性をもつ分子アンサンブルを生成する技術の開発を目指している。円偏光面内に３回対称性をもつ分子アンサンブルが生成されている様子をクーロン爆裂イメージングで観測するための装置は、本研究の開始時までに開発済みであった。１年目は、ナノ秒Nd:YAGレーザーの基本波パルスと第２高調波パルスの偏光状態の最適化を注意深く行うとともに、プローブ用フェムト秒Ti:sapphireレーザーパルスの偏光状態の最適化（できるだけ完全な円偏光が望ましい）を行った。試料として1,3,5-triiodobenzene分子を用い、３回対称性をもつ分子アンサンブルの生成実験に挑戦したが、生成の明確な証拠となるデータは得られなかった。原因は基本波と第２高調波の強度不足にあると考えられる。ナノ秒２波長レーザー電場をそのピーク強度付近で急峻に遮断することができれば、完全にフィールドフリーな条件下でマクロな３回対称性をもつ分子アンサンブルを生成できる。この目標を達成するための課題は、２波長間の相対位相を乱さないプラズマシャッター技術の開発である。最近までに、ナノ秒２波長レーザーパルスとプラズマ生成用のフェムト秒Ti:sapphireレーザーパルスを真空チェンバー中に生成したエチレングリコールジェットシートに同軸上に集光する位置や角度をチューニングすることにより、２波長間の相対位相を数時間程度安定に維持できることを明らかにした。

在这项研究中，我们旨在开发一种允许样品分子的三个臂的技术，以三个倍对称电场的方向对齐，该技术是通过叠加圆形极化的基本脉冲和第二个谐波脉冲以及在属于点云D_3H的分子之间的超极化相互作用而形成的，例如bx_3（x mol bx_3），x = x = f i i i i i i i，宏观三重对称性。这项研究的开始已经开发了一种在圆形极化平面内观察到具有三个对称性的分子集合产生的库仑爆炸成像的仪器。在第一年，我们仔细优化了纳秒nd：yag激光的基本和第二谐波脉冲的极化状态，并优化了飞秒Ti的极化状态：Sapphire激光脉冲的探针（尽可能完全圆形极化）。我们使用1,3,5-三二苯乙烯分子作为样品，我们尝试了具有三个对称性的分子集合的生产实验，但没有获得明确的生产证据。原因被认为是由于基本波和第二个谐波的强度不足所致。如果可以将纳秒两波长激光场在其峰强度附近急剧阻塞，则可以在完全无场的条件下产生具有宏观三重对称性的分子合奏。实现此目标的挑战是开发一种不会破坏两个波长之间相对阶段的等离子体快门技术。最近已经揭示了，通过调整纳米秒的两波长激光脉冲的位置和角度和飞秒ti：蓝宝石激光脉冲，用于血浆生成的血浆生成，将重点集中在真空室中产生的乙烯Glycol喷射板上，两次波长之间的相对相位可以维持几个小时的稳定。

项目成果

Center for Attosecond Sci. & Tech./Max Planck POSTECH/KOREA(韓国)

阿托秒科学与技术中心/Max Planck POSTECH/韩国（韩国）