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Hierarchical structure change induced by the phase transition in polymers investigated by broadband phase-resolved spectroscopy

通过宽带相分辨光谱研究聚合物相变引起的分级结构变化

基本信息

批准号：
22K03557
负责人：
岡野真人
金额：
$ 2.66万
依托单位：
防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究は、デュアルコム分光装置を光源としたテラヘルツ光・近赤外光領域での同時同位置・位相分解分光計測を通じて、高分子の階層的な振動構造を分光学的手法によって包括的に明らかにすることを目的とする。初年度はファイバーレーザーべースのデュアルコム分光装置の開発を目指して、1台目のエルビウムファイバーレーザーを作製し、共振器分散や繰り返し周波数の最適化を行った。次に、ファイバーアンプによって増幅された光パルスのパルス幅を自己相関法を用いて測定し、ファイバー長の調整によってパルス幅の圧縮を試みた。そして、このファイバーレーザーを光源としたテラヘルツ時間領域分光測定系を構築した。発生にスピントロニックエミッターを利用し、検出に光伝導アンテナを利用することで電場時間波形の測定に成功した。上記の装置開発と並行して、高分子材料のテラヘルツ光学応答への知見を深めるために、市販のテラヘルツ分光装置を利用してポリ乳酸試料の加熱結晶化過程にともなう複素誘電率スペクトルの変化について調べた。近年、新たに発見された4 THz近傍に現れる結晶相由来のピーク構造をプローブとすることでポリ乳酸の結晶化過程を明瞭に観測することに成功した。得られた結果を既存手法であるX線回折法の計測結果と比較したところ、両者には明確な違いが現れることを見出した。また以前に慶應義塾大学にて開発したデュアルコム分光装置を利用し、デュアルコム分光装置を光源としたテラヘルツ時間領域分光装置の特性評価を行った。その結果、既存の非同期光サンプリング法を用いた測定装置に比べて、位相安定性が著しく向上していることを明らかにした。この成果は本研究の方向性を確認するうえで重要な成果である。

In this paper, we study the light source, optical structure and spectroscopic method of polymer layer spectroscopic device, including optical structure and optical structure. In the first year, the development of the optical spectrometer, the control of the optical spectrometer, the dispersion of the resonator and the optimization of the number of cycles were carried out. For example, if you want to increase the amplitude of the light, you can use the correlation method to determine the amplitude of the light. The light source and the spectral measurement system are constructed. The measurement of electric field time waveform is successful. The device development and parallel processing, polymer material temperature range optical response knowledge, market temperature range spectroscopic device utilization, lactic acid sample heating crystallization process, complex element inductance rate selection and adjustment. In recent years, new developments have been made in the crystallization of lactic acid near 4 THz. The results of the X-ray reflection method are compared with those of the previous method. In the past, the development of optical spectroscopy devices was carried out in the field of optical spectroscopy. As a result, the existing asynchronous optical separation method is used to determine the phase stability of the device. The results of this study confirm the direction of this study.