静電型イオンビームトラップによる精密分光の新展開：励起分子イオンの新奇蛍光の解明

本年度の研究では、(i)トラップに蓄積したベンゼンカチオンからの再帰蛍光の測定と(ii)レーザー励起に用いる波長可変レーザーの照射系の設計・設置、を目指した。(i)に関しては、数10マイクロ秒の寿命を持つ蛍光を観測した。理論計算による自然蛍光の寿命は0.04マイクロ秒である。内部転換と逆内部転換の過程を経たうえで放出される再帰蛍光の寿命は自然蛍光の寿命より長いと考えられる。よって、測定されている蛍光は再帰蛍光である可能性が高い。一方、検出光子の収量が非常に少ないために、光子の波長分光測定は困難であった。そこで、より再帰蛍光の収量が高くなると予想されるアントラセンカチオンの測定に研究を進めた。アントラセンカチオンを生成するために、イオン源にアントラセンの蒸発炉を設置し、実験に必要な量のアントラセンカチオンを生成することに成功した。現状では、トラップに蓄積したアントラセンカチオンは放出する蛍光の観測に成功している。(ii)に関しては、波長可変レーザーを導入し、ミラー、レンズ、絞りからなるレーザー入射系を設置した。ただし、レーザーの迷光や反射光による高いバックグラウンドが光電子増倍管で検出されるため、ナフレンカチオンにレーザーを照射したテスト測定では、検出限界以上の再帰蛍光を観測することができなかった。バックグラウンドを低減するために、レーザー入射部の真空ダクト内とその内壁表面にアパーチャおよび黒体膜を取り付け、迷光や反射光を押さえる工夫を現在している。現状ではバックグラウンド計数を1/4まで低減している。

本年度の研究では、(i)トラップに蓄積したベンゼンカチオンからの再帰蛍光の測定と(ii)レーザー励起に用いる波長可変レーザーの照射系の設計・設置、を目指した。(i)に関しては、数10マイクロ秒の寿命を持つ蛍光を観測した。理論計算による自然蛍光の寿命は0.04マイクロ秒である。内部転換と逆内部転換の過程を経たうえで放出される再帰蛍光の寿命は自然蛍光の寿命より長いと考えられる。よって、測定されている蛍光は再帰蛍光である可能性が高い。一方、検出光子の収量が非常に少ないために、光子の波長分光測定は困難であった。そこで、より再帰蛍光の収量が高くなると予想されるアントラセンカチオンの測定に研究を進めた。アントラセンカチオンを生成するために、イオン源にアントラセンの蒸発炉を設置し、実験に必要な量のアントラセンカチオンを生成することに成功した。現状では、トラップに蓄積したアントラセンカチオンは放出する蛍光の観測に成功している。(ii)に関しては、波長可変レーザーを導入し、ミラー、レンズ、絞りからなるレーザー入射系を設置した。ただし、レーザーの迷光や反射光による高いバックグラウンドが光電子増倍管で検出されるため、ナフレンカチオンにレーザーを照射したテスト測定では、検出限界以上の再帰蛍光を観測することができなかった。バックグラウンドを低減するために、レーザー入射部の真空ダクト内とその内壁表面にアパーチャおよび黒体膜を取り付け、迷光や反射光を押さえる工夫を現在している。現状ではバックグラウンド計数を1/4まで低減している。