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Theoretical study on isotope-selective excitation of diatomic molecules by a terahertz frequency comb

テラヘルツ光周波数コムによる二原子分子の同位体選択的回転励起の理論研究

市原 晃; 松岡 雷士; 黒崎 譲; 横山 啓一

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

光周波数コムにより、塩化リチウム分子を同位体選択的に回転励起させるためのコンピュータシミュレーションを実施した。振動回転状態の時間発展は、緊密結合法を用いて計算した。コムのスペクトル周波数を$$^7$$Li$$^{35}$$Clの回転遷移周波数に一致させることにより、$$^7$$Li$$^{35}$$Clと$$^7$$Li$$^{37}$$Clに対して、$$^7$$Li$$^{35}$$Clだけを高回転状態(J$$geq$$100)に励起することができた。使用したコムでは、振動状態励起は誘起されなかった。さらに、高回転状態の$$^7$$Li$$^{35}$$Clの第二パルスによる解離過程を、波束法を用いて計算した。設定したパルスパラメータにより、振動回転状態(v=0, J=150)にある$$^7$$Li$$^{35}$$Clの約50%を解離することができた。これらの結果により、テラヘルツ領域の光学パルスを用いた二原子分子の同位体分離法の可能性を示した。

Computer simulations were performed for studying isotope-selective excitation of lithium chloride using a terahertz frequency comb. The time evolution of rovibrational population was calculated by the close-coupling method. The $$^7$$Li$$^{35}$$Cl molecule was excited selectively in gaseous mixture of $$^7$$Li$$^{35}$$Cl and $$^7$$Li$$^{37}$$Cl by adjusting pulse parameters. Moreover, the wave packet calculations were performed to investigate the dissociation process. More than half of $$^7$$Li$$^{35}$$Cl in the rovibrational state (v=0, J=150) were dissociated by the second pulse.

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