Development of projection-type imaging mass spectrometer using polarization-time mapping

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2022年度は、2021年度に引き続いて(1)偏光-時間写像法を用いたマルチ質量イメージング計測手法の開発および(2)イベント駆動型イメージセンサーを用いた運動量画像計測を行った。(1)蛍光強度の増強のため、イメージダイオードを導入した。イメージダイオードは、MCPを含まないイメージインテンシファイアであり、空間分解能の劣化することなく、蛍光強度を増強させることができる。また、蛍光の発光中心波長を390 nmから410 nmに変換可能であることから、PLZTを用いた電気光学光変調器の光透過率を約2倍に改善することができた。これによって、偏光イメージセンサーに入射する光強度を増強できたことにより、偏光角度の決定精度が向上した。偏光-時間写像法では、偏光角度の決定精度が質量情報の決定精度に対応するため、質量イメージング計測法における質量分解能を向上したことに対応する。(2)2021年度に、イベント駆動型イメージセンサーにおけるタイムスタンプを1マイクロ秒まで改善するためには、イメージセンサーに入射する光強度の増強が必要であることが判明した。2022年度は、研究実施項目(1)に記載のイメージダイオードを導入することで、タイムスタンプの角度を改善した。イメージダイオードを用いたことによって、閾値以上の輝度を有する画素数が増加したことにより、輝点の重心解析による位置精度の決定精度が向上した。また、解析プログラムの改良により、本研究で用いているフェムト秒レーザーシステムの繰り返し周波数の1 kHzでリアルタイムの輝点重心解析を行うことが可能となった。