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研究概要

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。当チームでは、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

総合理工、工学、物理学、化学

キーワード

アト秒科学、超高速レーザー、高強度レーザー科学、非線形光学、多光子顕微鏡

研究テーマ

1. アト秒パルスの発生と計測
2. 原子・分子のアト秒ダイナミクス
3. XUV領域における非線形光学
4. 超短パルス高強度レーザー
5. 多光子イメージング

主要論文

1. Lin, Y-C., Midorikawa, K., Nabekawa, Y.: “Wavefront control of subcycle vortex pulses via carrier-envelop-phase tailoring” , Light: Sci. & Appl. 12, 279 (2023).
2. Midorikawa, K.: “Progress on table-top isolated attosecond light sources” , Nature Photonics 16, 267 (2022).
3. Matsubara, T., Fukahori, S., Lötstedt, E., Nabekawa, Y., Yamanouchi, K., and Midorikawa, K.: “300 attosecond response of acetylene in two-photonionization/dissociation processes” , Optica 8, 1075 (2021).
4. Lin, Y-C., Nabekawa, Y., and Midorikawa, K.: “Optical parametric amplification of sub-cycle shortwave infrared pulses” , Nat. Commun. 11, 3413 (2020).
5. Xue, B., Tamaru, Y., Yuan, H., Lan, P., Mücke, O. D., Suda, A., Midorikawa, K., and Takahashi, E. J.: “Fully stabilized multi-TW optical waveform synthesizer: Toward gigawatt isolated attosecond pulses” , Science Advances 6, eaay2820 (2020).

主要メンバー