研究テーマ
先端光源による新たな放射光利用の開拓
キーワード
放射光，加速器，時空間構造光，コヒーレンス，アト秒
磁場中で加速度運動をする高エネルギー電子が発する電磁波"放射光"は赤外線からX線までもの広い波長範囲をカバーする極めて明るい光です．放射光には指向性，波長可変性，パルス特性など優れた特徴が多くあり，その性質を利用した様々な計測法は基礎科学から産業応用まで幅広い研究分野で欠かすことが出来ません．私たちのグループでは放射光を用いた計測手法を高エネルギー電子が発する電磁波の性質にまで立ち返って探求し，新たな利用を開拓することを目指しています．
分子研の極端紫外光研究施設UVSORは40年以上前に建設された放射光施設ですが，何度かの高度化改造を経たことで低エネルギーの放射光施設としては世界トップクラスの性能を維持しています．さらに放射光計測を探求する観点からは，UVSORは，光の特性を使いこなすために必要な優れた電子ビーム性能と新たなアイデアをすぐに実践できる俊敏性を併せ持つ，世界的にも希少な研究開発の場と言えます．これまでに私たちのグループではUVSORを用いて螺旋波面を持つ光渦ビームや二連パルスの発生に成功してきました．とくに二連パルスの研究ではパルス間隔をアト秒（100京分の1秒）レベルで精密に操作することで，放射光では困難と思われていた原子の量子状態の制御・計測を実現しました．ここでは電磁波の発生源である高エネルギー電子の運動を磁場で精密に操作する技術が実験成功の鍵となりましたが，このようなアプローチは放射光による新たな分光法やイメージング法へ応用できる可能性があります．高エネルギー電子の運動を加速器の磁場で操作する，この単純明快な方法に基づいて新たな放射光計測法とその応用を創出します．
(a) Tandem-undulator system installed in the UVSOR-III synchrotron. Attosecond interference in photoexcitation of helium atoms is attached in the bottom panel. (b) Generation of optical vortex beam by synchrotron radiation.
参考文献
- T. Kaneyasu, H. Takeda, K. Hosaka, J. Adachi, “Polarization Measurement of Vacuum Ultraviolet Light using Visible Fluorescence from Neon Atoms”, J. Electron Spectroscopy and Related Phenomena 276, 147488 (2024).
- T. Fuji, T. Kaneyasu, M. Fujimoto, Y. Okano, E. Salehi, M. Hosaka, Y. Takashima, A. Mano, Y. Hikosaka, S.-I. Wada, M. Katoh, “Spectral phase interferometry for direct electric-field reconstruction of synchrotron radiation” Optica 10, 302 (2023)
- T. Kaneyasu, Y. Hikosaka, M. Fujimoto, H. Iwayama, M. Katoh, “Electron Wave Packet Interference in Atomic Inner-Shell Excitation”, Phys. Rev. Lett. 126, 113202 (2021)
- Y. Hikosaka, T. Kaneyasu, M. Fujimoto, H. Iwayama, M. Katoh, “Coherent control in the extreme ultraviolet and attosecond regime by synchrotron radiation”, Nature Communications 10, 4988 (2019)
- T. Kaneyasu, Y. Hikosaka, M. Fujimoto, T. Konomi, M. Katoh, H. Iwayama, E. Shigemasa, “Limitations in Photoionization of Helium by an Extreme Ultraviolet Optical Vortex”, Phys. Rev. A 95, 023413, (2017)
- T. Kaneyasu, Y. Takabayashi, Y. Iwasaki, S. Koda, “Beam lifetime study based on momentum acceptance restriction by movable beam scraper”, Nucl. Instrum. Methods A 694, 107 (2012)
