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物理:アト秒光バンチングの直接観測

Nature 426, 6964 doi: 10.1038/nature02091

多くの基礎的な物理過程のダイナミクスを時間的にプローブするとき、フェムト秒、場合によってはアト秒(1as=10-18s)時間スケールの高強度パルスが必要である。極端紫外線の奇数次高調波成分の周波数「コム」は、サブピコ秒レーザパルスと希ガスとの相互作用において容易に発生できる。つまり、このコム内部のスペクトル成分が互いに適切な位相関係にあれば、各成分をフーリェ合成することによってアト秒パルス列が得られる。このような光バンチングを発生するのには多数の光サイクルを含むレーザパルスが使われてきたが、数サイクルパルスの極限では、同じ過程から互いに分離されたアト秒バーストが発生する。このバーストがターゲットの系に非線形過程を誘起するのに十分な強度を持っていれば、超高速過程のサブフェムト秒ポンプ‐プローブ分光の研究に用いることができる。今まで、アト秒光局在や超高速ダイナミクスの定量的な研究は、すべて、極端紫外パルスとそれを発生するのに用いられた基本レーザ場との相互相関のモデルを仮定した上で行われてきた。本研究では、サブフェムト秒領域におけるパルスの時間特性を、アト秒パルス列の2次の自己相関トレースを測定し直接決定した。この測定方法は、アト科学の多数の応用分野におけるアト秒パルスの特性評価、利用の明瞭な可能性を示している。

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