極短パルスを用いた偏光異方性測定による励起分子の内部転換ダイナミクスの研究

通过超短脉冲偏振各向异性测量研究激发分子的内转换动力学

• 批准号: 11740336
• 负责人: 竹内 佐年
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Okazaki National Research Institutes
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11740336/
• 关键词: 時間分解分光; フェムト秒; パラメトリック増幅器; 過渡吸収; スチルベン; 振動コヒーレンス; 分子振動; フランク・コンドン因子

本課題研究は、極短パルス光源を製作し、それを使った時間分解吸収分光により光励起直後の極めて短い時間内におこる分子ダイナミクスを解明することを目的に、二年度にわたって取り組んだ。二年目にあたる平成12年度には、研究計画にそって、まず極短パルス光源の改良をおこなった。現有するチタンサファイア再生増幅器出力で二台の光パラメトリック増幅器を同時に励起し、それぞれから独立に波長可変な可視10fsパルスを発生させることに成功した。このうちの一方の出力を非線形結晶を使って第二高調波に変換することにより、紫外ポンプ、可視プローブの時間分解吸収分光測定が可能となった。この測定の時間分解能は約40fsである。この高い時間分解能およびポンプ光・プローブ光の独立波長可変性により、この分光装置の適用範囲が格段に広がったといえる。次いで、この分光装置を駆使して、トランススチルベン(ヘプタン溶液)を紫外(320nm)ポンプ光で励起した場合に観測されるS_n←S_1吸収の時間変化をプローブ波長640nmおよび590nmで測定した。この結果、どちらの波長においても光励起直後から約1ピコ秒にわたって、S_1状態での振動コヒーレンスを反映すると考えられる振動成分(ビート信号)を観測することができた。この成分のフーリエ解析から得られた振動スペクトルは波数200cm^<-1>に強いピークを示したが、これはS_1状態での面内変角振動(ν_<25>)に対応している。この振動モードの特異的に強い寄与について考察をした結果、ビート信号の強度はS_1←S_0およびS_n←S_1の両方の遷移でのFrank-Condon因子によって決まることがわかった。このことにもとづき、Frank-Condon因子についての情報を含む他の分光データ(S_1-S_0蛍光励起スペクトルやS_1状態過渡ラマンスペクトル)を参考にしてビート信号強度を見積もった結果、観測されたビート信号強度を定量的に説明することができた。これらの結果はすでに欧文誌に発表した。

This topic research は, very short パ ル ス light を し making, そ れ を make っ た time breakdown 収 absorption spectroscopic に よ り excitation light up straight after の extremely め て in less time い に お こ る molecular ダ イ ナ ミ ク ス を interpret す る こ と に を purpose, two annual に わ た っ て in り group ん だ. In the second year of にあたる and the 12th year of Heisei, に なった, research plan にそって, まず extremely short パ ス ス light source <s:1> improvement をお をお なった なった. Existing す る チ タ ン サ フ ァ イ ア regeneration rights of device output で two の light パ ラ メ ト リ ッ ク rights of を し since に excitation at the same time, そ れ ぞ れ か ら に wavelength can be independently - な visual 10 fs パ ル ス を 発 raw さ せ る こ と に successful し た. こ の う ち の side の output を nonlinear crystal を make っ て second high-profile wave に variations in す る こ と に よ り, ultraviolet ポ ン プ, visual プ ロ ー ブ の time decomposition 収 spectral photometry が may と な っ た. The <s:1> determination of the <s:1> time decomposition energy is approximately 40fsである. こ の high い time can decompose お よ び ポ ン プ light · プ ロ ー ブ の independent light wavelength variations can be に よ り, こ の の spectroscopic device for van 囲 が lattice period に hiroo が っ た と い え る. Time い で, こ の spectroscopic device を 駆 make し て, ト ラ ン ス ス チ ル ベ ン (ヘ プ タ ン solution) を ultraviolet (320 nm) ポ ン プ light で wound up し た occasions に 観 measuring さ れ る S_n please S_1 suction 収 の time variations change を プ ロ ー ブ wavelength of 640 nm お よ び 590 nm で determination し た. こ の results, ど ち ら の wavelength に お い て も excitation light up straight after か ら about 1 ピ コ seconds に わ た っ て, S_1 で の vibration コ ヒ ー レ ン ス を reflect す る と exam え ら れ る vibration components (ビ ー ト signals) を 観 measuring す る こ と が で き た. こ の composition の フ ー リ エ parsing か ら must ら れ た vibration ス ペ ク ト ル は wave number 200 cm ^ < 1 > strong に い ピ ー ク を shown し た が, こ れ は S_1 state で の in-plane (argument _ < > 25) - angular vibration に 応 seaborne し て い る. こ の vibration モ ー ド の specific に strong い send に つ い て investigation を し た results, ビ ー の ト signal intensity は S_1 please S_0 お よ び S_n please S_1 の struck party の migration で の Frank - Condon factors に よ っ て definitely ま る こ と が わ か っ た. こ の こ と に も と づ き, Frank - Condon factors に つ い て の intelligence を containing む he の spectral デ ー タ (S_1 - S_0 蛍 excitation light up ス ペ ク ト ル や S_1 state transition ラ マ ン ス ペ ク ト ル) を reference に し て ビ ー ト signal strength を see product も っ た results and 観 さ れ た ビ ー ト signal strength を quantitative に illustrates す る こ と Youdaoplaceholder0 た た. The results are すでに and ou Wenzhi に.

项目成果

Satoshi Takeuchi,Tahei Tahara: "Vibrational coherence of S_1 trans-stilbene in solution observed by 40-fs-resolved absorption spectroscopy : comparison of the low-frequency vibration appearing in the frequency-domain and time-domain specfroscopies"Chamica

Satoshi Takeuchi、Tahei Tahara：“通过 40 飞秒分辨吸收光谱观察溶​​液中 S_1 反式二苯乙烯的振动相干性：频域和时域光谱中出现的低频振动的比较”Chamica