Quantum control of isotope-selective rovibrational excitation of diatomic molecules in the thermal distribution

熱分布している二原子分子集団の同位体選択的な振動回転励起の量子制御

市原 晃 ; 松岡 雷士*; 黒崎 譲; 横山 啓一  

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

気体二原子分子を光学パルスにより同位体選択的に振動回転励起させる方法を提案する。この方法では、指定した同位体分子の回転状態をテラヘルツ周波数コムにより励起させる。更に、回転励起した分子を別のパルスでP枝中の基本遷移を通して振動励起させる。提案した同位体選択的励起法の有効性を実証するため、70Kで熱平衡にあるLiCl分子集団に対してコンピューターシミュレーションを実施した。計算には量子力学の基づく緊密結合法を使用し、光学パルスと分子の相互作用はパルス電場と分子の遷移双極子モーメントの積で近似した。その結果、これら二種類のパルスを用いてLiClとLiClのうちLiCl集団を選択的に振動励起できることを確認した。

We propose a method to excite the rovibrational states of diatomic molecules in the gas-phase isotope-selectively by optical pulses. In this method, the rotational state of the selected isotope molecule is excited by the terahertz frequency comb, and the vibrational state of high J molecule is excited via the fundamental transitions in the P-branch by using the second pulse. The applicability of the proposed method is demonstrated by computer simulations using the LiCl molecules in the thermal distribution at 70 K.