研究紹介

光量子工学研究領域

アト秒科学研究チーム

チームリーダー 緑川 克美 (D.Eng.)
緑川 克美 (D.Eng.)

近年のフェムト秒高強度レーザー技術の進展により、レーザー光子場強度が著しく増大するとともに光電場にして数サイクルの超高速パルスの発生やその位相制御も可能となりました。その結果、光と原子・分子の非線形相互作用に関する研究が飛躍的に進展し、高次高調波発生やクーロン爆発、高エネルギーＸ線・粒子の発生等の新しい研究領域が生まれてきました。高次高調波は、極端紫外から軟Ｘ線（XUV）領域において非線形光学現象を引き起こすことができるような強力なアト秒パルスを発生可能な唯一の光源です。一方、この高次高調波の発生自体が原子・分子内で起こるアト秒領域の超高速現象の観測を可能とする非常にユニークな物理現象でもあります。本チームでは、フェムト秒高強度レーザー技術を基盤として、高次高調波を用いた高強度なアト秒パルス光源を開発することにより、XUV領域における非線形光学および原子・分子のアト秒ダイナミクスに関する研究を推進し未踏の光科学領域を開拓します。

研究分野

物理学 / 工学 / 化学 / 材料科学 / 生物学 & 生化学

研究テーマ

  • アト秒パルスの発生と計測
  • 原子・分子のアト秒ダイナミクス
  • XUV領域における非線形光学
  • 軟X線による超高速イメージング

主要論文

  1. Lan, P., Takahashi, E. J., and Midorikawa, K.:
    "Efficient control of electron localization of subcycle waveform synthesis"
    Phys. Rev. A 86, 013418 (2012).
  2. Isobe, K., Kawano, H., Takeda, T., Suda, A., Kumagai, A., Mizuno, H., MIyawaki, A., and Midorikawa, K.:
    "Background-free deep imaging by spatial overlap modulation nonlinear optical microscopy,"
    Biomed. Opt. Exp. 3, 1594-1608 (2012).
  3. Hanada, Y., Sugioka, K., and Midorikawa, K.:
    "Highly sensitive optfluidic chips for biochemical a liquid assay fabricated by 3D femtosecond laser micromachining followed by polymer coating,"
    Lab on a Chip 12, 3688-3693 (2012).
  4. Nakatsuji, M.,Tokimasa, A., Harada, T., Nagata, Y., Watanabe,T., Midorikawa, K., and Kinoshita, H.:
    "Development of coherent extreme-ultraviolet scatterometry microscope with high-order harmonic generation source for extreme-ultraviolet mask inspection and metrology,"
    Jpn. J. Appl. Phys, 06FB09 (2012).
  5. Togashi, T., Takahashi, E. J., Midorikawa, K., Aoyama, M., Yamakawa, K., Sato, T., Iwasaski, A., Owada, S., Okino, T., Yamanouchi, K., Kannari, F., Yagishita, A., Nakano, H., Couprie, M. E., Fukai, K., Hatsui, T., Hara, T., Kamehsima, T., Kitamura, H., Ku
    "Extreme ultraviolet free electron laser seeded with high-order harmonic of Ti:sapphire laser"
    Opt. Exp., 19, 317-324 (2011).
  6. Lan, P., Takahashi, E. J., and Midorikawa, K.:
    "Isolated-attosecond-pulse generation with infrared double optical gating"
    Phys. Rev. A, 83, 063839 (2011).
  7. Takahashi, E. J., Lan, P., Muecke, O. D., Nabekawa, Y., and Midorikawa, K.:
    "Infrared t-wo-color multicycle laser field synthesis for generating intense attosecond pulse"
    Phys. Rev. Lett., 104, 233901 (2010).
  8. Takahashi, E. J., Kanai, T., and Midorikawa, K.:
    "High-order harmonic generation by an ultrafast infrared pulse: Efficient generation of a coherent "water window" x-ray"
    Appl. Phys. B, 100, 29-41 (2010).
  9. Furukawa, Y., Nabekawa, Y., Okino, T., Saugout, S., Yamanouchi, K., and Midorikawa, K.:
    "Nonlinear Fourier-transform spectroscopy of D2 using high-order harmonic radiation"
    Phys. Rev. A, 82, 013421 (2010).
  10. Nabekawa, Y., Shimizu, T., Furukawa, Y., Takahashi, E. J., and Midorikawa, K.:
    "Interferometry of attosecond pulse train in the extreme ultraviolet wavelength region"
    Phys. Rev. Lett., 102, 213904 (2009).