分子回転励起の量子制御

Quantum control of molecular rotational excitation

市原 晃 

Ichihara, Akira

近年のレーザー技術の進展に伴い、分子の回転周波数に対応するテラヘルツ領域のパルスを、強度が数100MW/cm程度まで生成可能になった。テラヘルツパルスの分子への応用例として、周波数コムと呼ばれる光学パルス列を用いた二原子分子の回転励起がある。この励起機構の概要を記した。まず、レーザーによる分子の配向及び配列制御について紹介し、分子とレーザー場の相互作用を導入した。次に、周波数コムを周期的デルタ関数で表現し、コムのスペクトル周波数を分子の回転遷移周波数と一致させることにより、分子の回転状態が励起できることを説明した。更に、LiCl分子に対する数値計算により、パルスが照射される毎に分子の回転状態が遷移していく過程を示した。

With the recent progress of developments of laser devices, pulses with the intensity higher than 100 MeV/cm have been generated in the THz region. As an application of the THz pulses, there is rotational excitation of a diatomic molecule by a frequency comb. This article mentions the excitation process briefly. First, interaction between the molecule and the laser field is introduced. The frequency comb is given in a form of a periodic delta function. Then we explain that the molecule can be excited into a high rotational state by tuning spectral frequencies of the comb to rotational transition frequency of the molecule. Finally, the computational result for the LiCl molecule is given in order to demonstrate the rotational excitation process induced by the frequency comb.