新たな単一ビーム広帯域CARS顕微分光システムの開発

昨年度は波形整形器とフォトニック結晶ファイバー(PCF)を用いて3000cm^<-1>付近における単一ビームCARS分光について報告した。今年度はまず3000cm^<-1>よりも低い振動周波数に対して測定範囲の広帯域化を伝搬計算により検討を行った。その結果、実験で用いた長さ119mmのPCFでは2400～3000cm^<-1>の範囲で、またPCFの長さが175mmのときに1800～3000cm^<-1>の範囲で測定できることがわかった。しかしながら本研究では振動周波数1000～3000^<-1>の範囲の測定をねらいとしている。そこで測定範囲を広げるために、波形整形器を用いない光学系を組み、広帯域単一ビームCARS分光のための光源の開発を行った。これにより振動周波数:1000～3000cm^<-1>の範囲を測定可能なポンプ光とストークス光を発生させることができた。この光源がCARS分光に使用できることをサンプルにBBO結晶を用いて和周波発生により確認を行った。この結果、振動周波数約1000～3000cm^<-1>に対応する和周波発生を確認することができた。実験では実際のサンプルを用いて分光するまで至らなかったが、これまで和周波発生が確認できればサンプルからCARS信号が得られている。よって今回開発した新たな広帯域単一ビームCARS分光光学系を用いることで、これまでに報告されている単一ビームCARS分光法ではできなかった広帯域分光が可能になったと考えられる。また、単一ソリトンパルスだけではなく、ソリトンパルスを用いた擬似スーパーコンティニュウム(SC)光による広帯域和周波発生を確認した。ソリトンパルスを用いたCARS分光では擬似SC光を用いると従来のSC光を用いた広帯域CARS分光同様の測定を行うことができる。これにより単一ビームCARS分光でも1度の測定で広帯域の信号を得られるため、測定を高速化することができる。

昨年度は波形整形器とフォトニック結晶ファイバー(PCF)を用いて3000cm^<-1>付近における単一ビームCARS分光について報告した。今年度はまず3000cm^<-1>よりも低い振動周波数に対して測定範囲の広帯域化を伝搬計算により検討を行った。その結果、実験で用いた長さ119mmのPCFでは2400～3000cm^<-1>の範囲で、またPCFの長さが175mmのときに1800～3000cm^<-1>の範囲で測定できることがわかった。しかしながら本研究では振動周波数1000～3000^<-1>の範囲の測定をねらいとしている。そこで測定範囲を広げるために、波形整形器を用いない光学系を組み、広帯域単一ビームCARS分光のための光源の開発を行った。これにより振動周波数:1000～3000cm^<-1>の範囲を測定可能なポンプ光とストークス光を発生させることができた。この光源がCARS分光に使用できることをサンプルにBBO結晶を用いて和周波発生により確認を行った。この結果、振動周波数約1000～3000cm^<-1>に対応する和周波発生を確認することができた。実験では実際のサンプルを用いて分光するまで至らなかったが、これまで和周波発生が確認できればサンプルからCARS信号が得られている。よって今回開発した新たな広帯域単一ビームCARS分光光学系を用いることで、これまでに報告されている単一ビームCARS分光法ではできなかった広帯域分光が可能になったと考えられる。また、単一ソリトンパルスだけではなく、ソリトンパルスを用いた擬似スーパーコンティニュウム(SC)光による広帯域和周波発生を確認した。ソリトンパルスを用いたCARS分光では擬似SC光を用いると従来のSC光を用いた広帯域CARS分光同様の測定を行うことができる。これにより単一ビームCARS分光でも1度の測定で広帯域の信号を得られるため、測定を高速化することができる。