第一原理計算を用いたアト秒光電子放出遅延現象の解明
【研究分野】光工学・光量子科学
【研究キーワード】
アト秒科学 / 第一原理計算 / 極紫外自由電子レーザー / 角度分解光電子分光 / 光電子放出遅延 / 自由電子レーザー / 応用光学・量子光工学 / 量子エレクトロニクス
【研究成果の概要】
高次高調波発生（高強度のレーザーパルスを原子・分子に照射すると高次の倍波が発生する現象）や自由電子レーザーによって、アト秒～フェムト秒の時間幅を持った極紫外領域の超短光パルスを発生することが可能になった。本研究では、実験結果が豊富なNe原子について、極紫外パルスによる光電子放出を第一原理計算を用いて明らかにした。効率的な吸収境界である無限範囲外部複素スケーリングを世界で初めて多電子系に適用し、時間依存表面フラックス法によって角度分解光電子スペクトルの抽出を可能にした。自由電子レーザー・フェルミで行われた2色パルスによるコヒーレント制御実験と比較したところ、ぴったりと一致する結果が得られた。
【研究の社会的意義】
本研究の成果を通じて、高強度レーザーパルスや超短パルスコヒーレント極紫外パルスによる、数十もの電子を含む原子の光イオン化を第一原理的にシミュレーションすることが可能になった。計算によって得られるイオン化の収率や角度分解光電子エネルギースペクトルは数値的に厳密なものであり、実験との一致はみごとで、実験で観測される様々な現象のメカニズム等に関する理解の深化に貢献できる。数年前には夢物語と思われた第一原理シミュレーションを実現したといえ、アト秒～フェムト秒極紫外パルスを使って電子ダイナミクスを観測・制御する技術の発展に、大きく寄与すると期待される。
【研究代表者】
【研究分担者】 |
| 佐藤 健 | 東京大学 | 大学院工学系研究科(工学部) | 准教授 | (Kakenデータベース) |
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【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【配分額】10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円)