Ionization dynamics of a xenon atom in super-strong laser fields

超高強度レーザー場におけるキセノン原子のイオン化ダイナミクス

山川 考一; 赤羽 温; 福田 祐仁; 青山 誠; 井上 典洋*; 上田 英樹; 内海 隆行*

Yamakawa, Koichi; Akahane, Yutaka; Fukuda, Yuji; Aoyama, Makoto; Inoue, Norihiro*; Ueda, Hideki; Utsumi, Takayuki*

波長800nm,パルス幅20fsのレーザー光を集光強度10W/cmから10W/cmの範囲でキセノン原子に照射し、そのイオン化過程におけるダイナミクスについて研究を行った。レーザー照射強度に対するキセノン1価から20価イオンまでのイオン化収率を測定し、トンネルイオン化モデルとの比較を行った結果、(1)低価数イオンにおける予想外なイオン化収率の向上,(2)遮蔽効果による外殻と内殻電子群の非相互作用,(3)相対論レーザー強度及び数サイクルパルスによる多電子同時イオン化の抑制、等が明らかとなった。これらの新しい発見は、このような高強度場において多電子原子がどのように振る舞うかを知るうえで、新しい知見を与えるものである。

We report on detailed investigations of ionization dynamics of a xenon atom exposed to intense 800-nm pulses of 20-fs duration in the extensiveintensity range from 10 to 10W/cm.Ion yields of Xe to Xe were observed as a function of laser intensity and compared with the results from a single active electron(SAE) based Ammosov-Delone-Krainov(ADK) model.Unexpected ionization probabilities for lower charge states and also no interplay between the inner-and outer-shells by screening are inferred.Suppression of nonsequential ionization towards higher intensity and few optical cycle regimesis also proved.