高効率ハイパーラマン分光システムの開発

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ハイパーラマン散乱は散乱過程における選択則がラマン散乱や赤外吸収と異なるために、非常に有用な実験方法であることが知られている。しかし、唯一の欠点は、散乱強度が非常に弱いことであった。以上のことを解決するために、本研究部では以下の2つのことを行った。1.非線形結晶KTPをゴニオメーターに固定したキネマティックマウントにとりつけることにより、再現性よくYAG光の光跡中にそう入できるようにした。YAG基本波と1μ以内の精度で一致するように調整をした。これらのことにより、可視光であるSHGで試料の調整を行うことができ、非常に小さい結晶でもハイパーラマン散乱の測定が容易に行えるようになった。2.F値が4.5の明るい分光器(ジョバンイボン社HR-320)を購入した。マルチチャンネル検出器を取りつけられるように、検出器のX-Y-Z-Qステージを科研の工場で試作し、分光器にとりつけた。このシステムでは0.1カウント/分の極微弱光の測定が可能になった。3.以上のシステムの有効性を確かめるために、KOPと水晶を用いてハイパーラマン散乱を行った。これらの物質は、これまで散乱光が弱すぎて測定できなかったものである。その結果、水晶については、約1日で、KDPについては約1週間で十分なS/N比のスペクトルが得られた。水晶については、ラマン散乱や赤外で測定できなかったものが初めてハイパーラマン散乱によって測定することができた。また、KDPにおいてはラマン散乱と異なるセントラルモードが見られ、双方のスペクトルを比較することによって選択則の違いが議論された。