レーザープラズマからのパルス白色光による時間分解FTIRの開発と化学反応への応用

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本年度は前年度に引き続き、レーザープラズマからの赤外線の発光特性の研究を継続させることと、生じた赤外短パルスをFT-IRに導入し、その時間分解FT-IRの構築を行なった。前年度の研究で得られている赤外短パルス光はレーザーの照射を空気中で行なっていたが、それをアルゴン雰囲気下及び真空下で赤外パルス光を発生させる実験を行なった。結果は空気中での測定に比べ、空気そのものからのプラズマ発生が抑えられるものの、強度、パルス幅とも大きな優位性は見られなかった。そのため、サブマイクロ秒の時間分解FT-IRへ導入する赤外光は空気中で発生させたものを用いた。FT-IRでの測定は市販FT-IR(パーキンエルマー製Spectrum1000)の光源部に通常使用されているタングステンランプに換えて、赤外透過光ファイバー(カルコゲナイド系)を用いてレーザープラズマからのパルス赤外光を導入した。現状ではFT-IRの干渉計の掃引速度(数十Hz)に比べてレーザープラズマの繰返し速度(30Hz)が十分速くないことにより、FT-IRで得られるインターフェログラムの強度が大きくばらつくため、満足なシグナルが得られていない。今後繰り返し周波数の大きなレーザーを用いて実験を進める予定である。さらに探索物質に関してよりパルス時間幅の短いものを探索した。最短の媒体はポリエチレンで0.1μsの半値幅を得ている。FT-IRへの応用としてはサブマイクロ秒の時間分解光源として利用できることは明らかになり、反応中間体の検出を試みている段階にある。