ピコ秒時間分解赤外分光法の開発と励起状態ダイナミクスへの応用

皮秒时间分辨红外光谱的发展及其在激发态动力学中的应用

• 批准号: 06854027
• 负责人: 岡本 裕巳
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 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: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06854027/
• 关键词: 超高速分光; 時間分解振動分光; 赤外吸収スペクトル; 四光波混合; 赤外レーザー光源

本年度の研究計画は、理学部スペクトル化学研究センターに新設されたピコ秒レーザーシステムを用いてピコ秒の時間幅で指紋波数領域まで波長可変な赤外光源を開発し、更にこの光源を用いてピコ秒時間分解赤外分光システムを作ることであった。まず赤外光源についてであるが、繰り返し率1KHzの、Nd:YLF再生増幅器から得られる波長1053nmの光と増幅された同期励起色素レーザーの光を、CaF_2結晶中で四光波混合することにより、長波長側は1170cm^<-1>程度までのピコ秒赤外光が、吸収測定に十分な強度で、安定に発生可能であることを確認した。この長波長側の限界はCaF_2の屈折率分散から計算される理論値と極めてよく一致し、また位相整合角も計算値とよい一致を見た。短波長側の発生は色素レーザーの波長範囲の関係で1400cm^<-1>程度までしか調べていないが、用いる色素を適切に交換することにより近赤外域まで可能と思われる。なお、1053nmの光と色素レーザーの光をCaF_2に入射する際、両者のタイミングを一致させるため1053nmの光に数メートルの光学遅延を置く必要があり、このため二つの光のビーム拡がりが大幅に異なり混合がうまく行かないという問題が生じた。これを回避するため、レンズ系を用いてビームの横モードマッチングをとることが重要であることが判明した。繰り返し率10Hzのシステムについては、色素増幅器がまだ立ち上げを終了しておらず、実験を行っていない。得られた光源を用いた時間分解赤外分光システムの開発については、本研究予算で励起光変調用の光学チョッパー等を購入してシステムを組んだが、現在までのところ過渡赤外吸収スペクトルを得るまでには至っていない。しかし、今後試料部分や励起方法の工夫等を重ねることにより、近い将来に過渡赤外吸収スペクトルを得ることができると考えており、更にピコ秒のタイムスケールで時間分解測定も可能になるものと期待している。

This year's research plan is to establish a new system for chemical research in the Ministry of Science. The system is used in the field of time amplitude of fingerprint wave number. The wavelength of the system can be changed. The system is used in the field of time decomposition of infrared spectrum. It is confirmed that there is a small amount of external light on the long wavelength side at about 1170 cm ", a very low intensity due to absorption measurement, and the possibility of stability due to the increase in the amplitude of light with a wavelength of 1053nm obtained from the Nd:YLF regenerative amplifier and the simultaneous excitation of the pigment dye dye, and the mixing of four light waves in the CaF_2 crystal<-1>. The dispersion of refractive index of CaF_2 in the long wavelength side is calculated according to the theoretical value and the phase integration angle. The relationship between the wavelength range of the pigment on the short wavelength side and the wavelength range of the pigment on the short wavelength side is about 1400 cm<-1>. The optical delay of the 1053 nm light and pigment is necessary when incident on CaF_2. This is a very important decision. 10Hz frequency range, pigment amplifier range, frequency range, frequency range In this study, we predict that the excitation light will be transferred to the optical system, and the transition light will be transferred to the optical system. In the near future, the transition of the red absorption method will be achieved. In the near future, the time decomposition of the sample will be possible.