Coherent correlation between nonadiabatic rotational excitation and angle-dependent ionization of NO in intense laser fields

強レーザー場中NOの非断熱回転励起と角度依存イオン化のコヒーレント相関

板倉 隆二; 長谷川 宗良*; 黒崎 譲; 横山 淳; 大島 康裕*

Itakura, Ryuji; Hasegawa, Hirokazu*; Kurosaki, Yuzuru; Yokoyama, Atsushi; Oshima, Yasuhiro*

強レーザー場中の分子は、誘起双極子によって、非断熱回転励起する。レーザー強度が上がるとイオン化が起こり、回転励起とイオン化が同時進行する。イオン化には配向角度依存性があり、イオン化によって中性分子の回転波束が変化する。本研究は、フェムト秒強レーザーパルス照射後のNO分子の回転状態分布について、ナノ秒色素レーザーを用いた共鳴2光子イオン化回転スペクトル測定によって明らかにした。また、イオン化を取り込んだ時間依存シュレーディンガー方程式の数値計算を行い、実験結果と比較した結果、42TW/cm程度のレーザー強度では、分子軸がレーザー偏光方向に垂直なときに、イオン化確率が大きくなることが明らかとなった。

When neutral NO molecules are partly ionized in intense laser fields ( 35 TW/cm), a hole in the rotational wave packet of the remaining neutral NO is created by the ionization, whose rate depends on the alignment angle of the molecular axis with respect to the laser polarization direction. Rotational state distributions of NO are experimentally observed and then the characteristic feature that the population at higher levels is increased by the ionization can be identified. Numerical calculation for solving time-dependent rotational Schrodinger equations including the effect of the ionization is carried out. The numerical results suggest that NO molecules aligned perpendicular to the laser polarization direction are dominantly ionized at the peak intensity of = 42 TW/cm, where the multiphoton ionization is preferred rather than the tunneling ionization.