フェムト秒非線形分光法による溶媒和ダイナミクスの研究

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超高速の溶媒和ダイナミクスは大きくフェムト秒とピコ秒の二つの時間領域に分けられるが,我々は,特に初期のダイナミクスだけを調べるために,低温ポリマー中の色素分子の電子励起状態における振動緩和のダイナミクスを,ホットルミネッセンスを時間分解して観測することによって調べた。極低温マトリックス中の分子の電子励起状態の振動緩和は,おもに,マトリックスのフォノンモードによると考えられており,常温におけるフェムト秒領域の溶媒和との強い関連が示唆されているからである。実験は,ピコ秒色素レーザーパルスによって試料を励起し,試料からの発光を分光器及びストリークカメラを用いて波長分解並びに時間分解した観測した。試料は,クレシルバイオレットをドーブしたボリビニルアルコールで,およそ1.6Kに保たれている。励起波長のエネルギー位置より100cm^<-1>ほど低エネルギー側のフォノンサイドバンドの領域で,約4nsの時定数で減衰する通常の蛍光の他に,30psほどの時定数を持つ振動励起状態からのホットルミネッセンスが観測された。このような振動緩和は,溶質分子内の振動状態とホストポリマーのフォノンの状態,及び,その間の相互作用によって決定されるので,さらに,フォノンの状態密度の異なるホストを用いることなどにより,その詳細が明かになるものと思われる。さらに高い時間分解能でホストのフォノンによる励起分子のダイナミクスをより直接的に観測するために,フェムト秒レーザーパルスを用いた励起・検索分光を準備を進めた。フェムト秒モード同期色素レーザーの出力を増幅し,水に集光することによりフェムト秒白色光を得た。分光器とマルチチャンネル検出器による観測の結果,白色光スペクトルは,1μmを超える長波長にまで拡がっていることが分かった。