新しい高分解能分光法による無極性分子クラスターの分子構造の解明

• Project/Area Number: 07240209
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 金森 英人 東京工業大学, 理学部, 助教授 (00204545)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 芥川 忠正 東京工業大学, 理学部, 助手 (30016125)
• Project Period (FY): 1995
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1995)
• Budget Amount: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000); Fiscal Year 1995: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
• Keywords: サブミリ波分光 / 無極性分子クラスター / ファンデルワ-ス結合 / 準光学的マイクロ波共振器 / 後進行波管

Research Abstract

(1)サブミリ波分光システムの製作とスペクトルの観測
ファンデルワ-ス結合の振動モードを吸収分光法で検出するために、後進行波管(BWO)を光源とするサブミリ波分光システムを製作し、気相分子の吸収スペクトルの観測を開始した。BWOの光源雑音スペクトルは特定の周波数領域を選べば、比較的静かで、フリーランニングの状態でも分光スペクトルが十分取れることが判った。期待通りサブミリ波帯の回転遷移は非常に強く、ヨウ化メチル分子の500GHz帯の吸収スペクトルの場合、わずか10msec掃引時間で十分な品質のデータが得られた。
(2)分子ジェット中の冷却分子のモニター
クラスター分子を効率よく高濃度に生成するために分子線発生装置を製作した。CWノズルの条件でメタノール分子のミリ波吸収スペクトルを観測し、回転温度が10Kまで低下することを確認した。
(3)準光学的マイクロ波共振器を組み合わせた高感度吸収検出法の確立
高Q値の共振器に入射結合損失の少ない準光学的技術を導入し、また共振器長を自動制御することで波長可変分光光源と連動して掃引できる測定システムを構築した。この共振器と分子線発生装置を組み合わせて、共振器内の分子の吸引スペクトルを観測した。
(4)サイドバンド光-光2重共鳴ラマン分光法の開発
無極性分子の純回転スペクトルを検出するために±5GHzのサイドバンド帯域を持つLD光源を開発し、それに対応できる高速光検出系を整備した。これをRb原子のD線の超微細構造に適用して、検出感度の最適化を行った。更に差周波数の帯域を広げるために多モード発振する半導体レーザーの利用を検討した。モード間の位相を制御することでモードロックがかかることを確認した。また、半導体レーザーから20GHzのマイクロ波が直接輻射されていることを発見した。