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Correlation between photoeletron and photoion in ultrafast multichannel photoionization of Ar

Arの超高速多チェンネル光イオン化における光電子と光イオンの相関

板倉 隆二; 伏谷 瑞穂*; 菱川 明栄*; 佐甲 徳栄*

Itakura, Ryuji; Fushitani, Mizuho*; Hishikawa, Akiyoshi*; Sako, Tokuei*

超高速多チャンネル光イオン化によって生成したイオンのコヒーレントダイナミクスについて光電子-光イオン相関の観点から理論的に調べた。Arの1光子イオン化に対するモデル計算から、9fsのパルス幅を持つフーリエ限界極端紫外パルスによってイオン化した場合、イオンをモニターしただけでもAr$$^+$$のスピン軌道2準位$$^2P_J$$(J=3/2および1/2)に関連したホールのコヒーレントダイナミクスが認識できることが分かった。一方、チャープパルスを用いた場合にはコヒーレンスは見えなくなる。チャープパルスによるイオン化の場合でも、光電子と光イオンの同時計測を行えば、ホールのコヒーレントダイナミクスは抽出できることが示された。

We theoretically investigate coherent dynamics of ions created through ultrafast multichannel photoionization from a viewpoint of photoelectron-photoion correlation. The model calculation on single-photon ionization of Ar reveals that the coherent hole dynamics in Ar$$^+$$ associated with a superposition of the spin-orbit states $$^2P_J$$ (J = 3/2 and 1/2) can be identified by monitoring only the photoion created by a Fourier-transform limited extreme ultraviolet (EUV) pulse with the 9-fs pulse duration, while the coherence is lost by a chirped EUV pulse. It is demonstrated that by coincidence detection of the photoelectron and photoion the coherent hole dynamics can be extracted even in the case of ionization by a chirped EUV pulse with the sufficiently wide bandwidth.

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