Isotope-selective ionization utilizing field-free alignment of isotopologues using a switched nanosecond laser pulse

スイッチナノ秒レーザーパルスを用いたフィールドフリーイオン化における同位体選択則

赤木 浩*; 熊田 高之   ; 乙部 智仁*; 板倉 隆二*; 長谷川 宗良*; 大島 康裕*

Akagi, Hiroshi*; Kumada, Takayuki; Otobe, Tomohito*; Itakura, Ryuji*; Hasegawa, Hirokazu*; Oshima, Yasuhiro*

新たな同位体分離法を目指したフィールドフリーアライメントによるイオン化効率の同位体選択性を計算した。従来のフェムト秒レーザーを用いたフィールドフリーアライメント法では、レーザー強度を強くするとイオン化の選択性が無くなってしまうのに対し、200fsでカットオフするナノ秒レーザーパルスを用いると選択性を保持したまま高い同位体選択イオン化が実現することが判明した。

We propose and numerically simulate a method of laser isotope separation based on field-free alignment of isotopologues, utilizing an intense switched nanosecond (ns) laser field which is slowly turned on and rapidly turned off at the peak with the falling time of 200 fs. The femtosecond (fs) laser induced alignment of molecules including a heavy atom is severely disturbed by ionization because of their small ionization potential. Our simulations for IBr and IBr isotopologues demonstrate that the switched ns laser field can make isotopologues well-aligned with the reduced ionization probability at the laser intensity which is an order-of-magnitude lower than a typical intensity for field-free alignment induced by a fs laser field.