可視半導体レーザによるよう素分子FM高感度高分解能分光

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本研究では半導体レーザによる高感度FM分光技術を確立することを目的に、回折格子で光帰還した単色狭線幅可視半導体レーザを光源として、外部においた位相変調器で側帯波を発生させ、よう素分子セルに入射させよう素の超微細構造線のFM分光を行なうための基礎実験を行なった。具体的には、1)反射防止膜付き可視半導体レーザと回折格子を組み合わせ、波長可変範囲5nm,PZTによる周波数掃引幅650MHzの分光性能が得られた。周波数同調の性能は半導体レーザ端面に付けた反射防止膜の性能に依存するので、新たに、SiO膜を反射防止膜として選び、膜厚を適当にすることで所定の性能が得られることがわかった。しかし、まだモードホップがあるので改良の余地がある。2)上記半導体レーザの出力に電気光学結晶を使って側帯波を発生させ、FM分光光学系を作成した。これを用いて、よう素セルを内蔵するための共振器の反射特性曲線のFM分光を行なった。FM信号から共振器のフィネスは50と求められた。この信号を用いて共振器に半導体レーザを周波数安定化する回路を試作した。3)上記半導体レーザを用いて、よう素の吸収遷移の確認と同定を行った。波長654-657nmの範囲に十数本の3-4バンドに属する遷移の蛍光が観測できた。以上の基礎実験をもとに現在よう素セルを共振器内に内蔵し、よう素の超微細構造線のFM信号を得るための実験を行なっている。これによりFM分光信号の評価を行ない、最適の信号を得る条件を求める。