Theoretical study on the cascade excitation based on pure rotational transition in diatomic molecules

二原子分子の純回転遷移を利用したカスケード励起の理論的研究

横山 啓一  ; 松岡 雷士; 赤木 浩; 笠嶋 辰也; 坪内 雅明

Yokoyama, Keiichi; Matsuoka, Leo; Akagi, Hiroshi; Kasajima, Tatsuya; Tsubouchi, Masaaki

閉殻電子構造の二原子分子の純回転スペクトルは吸収線がきれいに等間隔に並んだ櫛形の構造を示す。この櫛型にぴったり同調させた光周波数コムを照射することを考える。その時の分子の回転状態ダイナミックスを数値的に調べた。その結果、ダイナミックスは量子力学的拡散方程式に支配されることがわかった。また、この方式を使った同位体選択的励起は高温のガスに対しても有効なコヒーレント量子制御の例になっていると思われる。

Pure rotational transition shows evenly spaced line spectra, the rotational comb, when the molecule is diatomic and has a closed-shell electronic structure. Let us consider irradiating an optical frequency comb tuned to the rotational comb. We studied numerically the dynamics of the molecular rotation in such a irradiation. As a result, the dynamics was found to obey the diffusion equation within the quantum mechanics. Also, we found that an isotope-selective excitation based on this scheme is a novel example of coherent control effective even at high temperature.