近接場光学による液相の励起状態ダイナミックス観測の可能性

今年度の計画は,ATR方の原理を用いたナノ秒オーダーでの溶液中の励起分子の拡散の観測を試みることであった。以下に述べるように,これを試みるためにの装置を作成したが,現時点までの段階では,装置的な理由によって,まだ十分と思われる感度に達していない。本研究で考案した原理は,プリズムと溶液の界面に向かって励起用のピコ秒パルスレーザーと検出用連続点灯レーザーを全反射条件で入射し,検出レーザーの強度の時間的な変化をモニターすると言うものである。このための溶液循環測定セルを製作し,また検出用には単一縦モード半導体励起レーザーを購入し,その強度をディジタルオシロスコープでモニターする測定系を組んだ。検出用のレーザー光の強度は極めて安定で、恐らく適切に実験を設計すれば、界面付近に生成した過渡種の吸収の時間変化を追跡することは可能と思われる。しかし、ここに試料励起光を入射しようとしてパルスレーザーを点灯すると,レーザーのポッケルスセル,およびその駆動電源系から強い電磁ノイズが放出され,信号検出系に強いノイズを発生してしまうことが,実験の結果明らかとなった。このノイズの振幅が極めて大きいため,検出レーザーの強度変化があったとしても,それを検出することが現在できないでいる。これを改善して過渡種の吸収を検出するには,電磁ノイズを避けなければならないが,その方策として現在,(1)測定系をポッケルスセルの電源系からなるべく遠ざけ,また電磁シールドを試みる,(2)試料用の励起パルスレーザー光を長い距離引き回して測定セルに到着するまでの時間を稼ぎ,電源系からのノイズが十分おさまった後で検出光がモニターされるようにする,という二つの方法を試しつつある。これらの対策によって,将来的には当初計画に沿った溶液中の励起状態の拡散の計測が可能になると期待している。

今年度の計画は,ATR方の原理を用いたナノ秒オーダーでの溶液中の励起分子の拡散の観測を試みることであった。以下に述べるように,これを試みるためにの装置を作成したが,現時点までの段階では,装置的な理由によって,まだ十分と思われる感度に達していない。本研究で考案した原理は,プリズムと溶液の界面に向かって励起用のピコ秒パルスレーザーと検出用連続点灯レーザーを全反射条件で入射し,検出レーザーの強度の時間的な変化をモニターすると言うものである。このための溶液循環測定セルを製作し,また検出用には単一縦モード半導体励起レーザーを購入し,その強度をディジタルオシロスコープでモニターする測定系を組んだ。検出用のレーザー光の強度は極めて安定で、恐らく適切に実験を設計すれば、界面付近に生成した過渡種の吸収の時間変化を追跡することは可能と思われる。しかし、ここに試料励起光を入射しようとしてパルスレーザーを点灯すると,レーザーのポッケルスセル,およびその駆動電源系から強い電磁ノイズが放出され,信号検出系に強いノイズを発生してしまうことが,実験の結果明らかとなった。このノイズの振幅が極めて大きいため,検出レーザーの強度変化があったとしても,それを検出することが現在できないでいる。これを改善して過渡種の吸収を検出するには,電磁ノイズを避けなければならないが,その方策として現在,(1)測定系をポッケルスセルの電源系からなるべく遠ざけ,また電磁シールドを試みる,(2)試料用の励起パルスレーザー光を長い距離引き回して測定セルに到着するまでの時間を稼ぎ,電源系からのノイズが十分おさまった後で検出光がモニターされるようにする,という二つの方法を試しつつある。これらの対策によって,将来的には当初計画に沿った溶液中の励起状態の拡散の計測が可能になると期待している。