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光周波数コムによるLiCl分子の同位体選択的回転励起の理論研究

Theoretical study on isotope-selective rotational excitation of the LiCl molecule by an optical frequency comb

市原 晃 ; 松岡 雷士; 黒崎 譲; 横山 啓一 

Ichihara, Akira; Matsuoka, Leo; Kurosaki, Yuzuru; Yokoyama, Keiichi

光周波数コムによるLiCl分子の同位体選択的な回転励起の確率を、緊密結合法を用いて数値計算した。計算では、周波数コムに対して200のスペクトル周波数、分子に対して500の回転振動準位を考慮した。LiClの回転振動状態及び遷移双極子モーメントは、非経験的分子軌道計算の結果を用いて求めた。緊密結合の時間積分には4次のルンゲ-クッタ法を用いた。その結果、$$^{7}$$Li$$^{35}$$Clと$$^{7}$$Li$$^{37}$$Clの混合気体中で、コムのスペクトル周波数を$$^{7}$$Li$$^{35}$$Clの回転遷移周波数と一致させることにより、$$^{7}$$Li$$^{35}$$Clのみを同位体選択的に回転量子数が100以上の状態へ励起することができた。一方、コム電場の強度の増加とともに、回転励起の同位体選択性は減少することを確認した。また、使用した周波数コムでは、分子の振動状態励起は生じなかった。

Rotational transition probabilities were calculated using the close-coupling method in order to explore the possibility of isotope-selective rotational excitation of LiCl by an optical frequency comb. In the computation, 500 rovibrational states were taken into account in LiCl, and 200 spectral frequencies were included in the frequency comb. The $$^{7}$$Li$$^{35}$$Cl molecule could be rotationally highly excited in gaseous mixture of $$^{7}$$Li$$^{35}$$Cl and $$^{7}$$Li$$^{37}$$Cl, by tuning spectral frequencies of the comb to rotational transition frequencies of $$^{7}$$Li$$^{35}$$Cl. The isotope selectivity decreases with the increase of the intensity of comb electric field. The vibrational excitation was not induced by the comb employed here.

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