高強度レーザーによる超高分解能4次元時空イメージング
Ｘ線回折や電子顕微鏡の実用化によって原子サイズ
（オングストローム，10の10乗分の1メートル）の分解能での物質の構造解析
が容易に行われるようになりました．
最近では，空間的情報に加えて，物質の遷移を分析するため時間軸についても高分解能を持った方法が数多く考案されています．
化学，生物学分野で重要となる
電子状態を含めた物質遷移の研究では，従来の時間分解能では不十分であり，
さらに高い時間分解能で現象を追跡する新しい手法の開発が望まれています．
そこで本研究では，高強度赤外レーザーを用いた原子・分子の新しい
超高分解能4次元時空イメージングの理論を開発します．
レーザーにより誘起されるイオン化電子の再衝突過程を利用して，
空間的には原子サイズ（オングストローム），
時間的には分子内電子の軌道周期（アト秒領域，10の 15乗分の1秒以下）程度
の超高分解能を目標とします（図1）．これにより，電子状態まで含めた原子
レベルでの物質の状態遷移の研究という新しい分野の開拓をすると共に，
光と物質の相互作用についての深い理解を目指します．
図１ 高強度レーザーパルスによる超高速イメージングの概念図．（a）典型的な超短レーザーパルスである５サイクル赤外レーザーパルスの電場（E）とベクトルポテンシャル（A）．（ｂ）再衝突過程の後方散乱成分による分子の超高速イメージングの概念図．電子はまず，“ａ”の電場のピーク付近で生成される（トンネルイオン化）．そして，約３/４周期後の“ｂ”のベクトルポテンシャルのピーク付近で再衝突し，後方散乱によって検出器で検出され標的分子構造の情報が得られる．“ａ’”で生成された電子は，左側の検出器（図にはない）で検出される．