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光周波数コムを利用した多原子分子の超高分解能分光の研究

Research Project

Project/Area Number 14J08823
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Physical chemistry
Research InstitutionThe University of Electro-Communications (2015)
Fukuoka University (2014)

Principal Investigator

西山 明子  電気通信大学, 情報理工学研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2015: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords高分解能分子分光 / 光周波数コム / ナフタレン
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、光周波数コムが持つ究極の周波数精度で、多原子分子の電子励起状態のダイナミクスの精密測定を行うことを目的とした。この目的のために、まず分光光源レーザーの精密周波数計測のための、光周波数コムを用いた新しい周波数計測システムを開発した。この周波数計測システムは、GPS衛星からの基準信号に安定化した光周波数コムを周波数目盛として用いたことによって、従来の分子分光計測に比べて2桁高い精度を実現したものである。次に、多原子分子の電子振動回転スペクトルの測定のために、ドップラーフリー2光子吸収分光システムを構築した。ドップラーフリー2光子吸収分光法では、ドップラー効果が完全に打ち消されるため、量子力学的限界の高分解能スペクトルが得られる。これに、光周波数コムを用いた高精度周波数計測システムを組み合わせ、基本的な多原子分子であるナフタレンの電子振動回転遷移を測定した。これまでで最も高い周波数精度(数10 kHz)と分解能(スペクトル線幅 約2.5 MHz)を実現し、回転線まで分離したスペクトルを得た。遷移の絶対周波数から、ナフタレン分子の励起状態の分子定数を高精度に決定した。さらに、複雑な相互作用が予想される電子状態への遷移に測定範囲を拡大し、電子励起状態のダイナミクス解明に向けた研究を進めている。
加えて、より安定な高分解能分光システムの開発を目指して、ファイバー型光周波数コムを用いたデュアルコム分光法の研究を開始した。デュアルコム分光システムを立ち上げ、光-光2重共鳴分光法による高分解能分光測定への応用を実現した。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2016 2015 2014 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] 光周波数コムを利用したナフタレンの高分解能レーザー分光2016

    • Author(s)
      西山明子, 御園雅俊,
    • Journal Title

      レーザー研究

      Volume: 44 Pages: 203-207

    • NAID

      130007957184

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Doppler-free two-photon absorption spectroscopy of rovibronic transition of naphthalene calibrated with an optical frequency comb2015

    • Author(s)
      A. Nishiyama, K. Nakashima, A. Matsuba, and M. Misono,
    • Journal Title

      Journal of Molecular Spectroscopy

      Volume: 318 Pages: 40-45

    • DOI

      10.1016/j.jms.2015.09.010

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Precise frequency measurement and characterization of a continuous scanning single-mode laser with an optical frequency comb2014

    • Author(s)
      A. Nishiyama, A. Matsuba, and M. Misono
    • Journal Title

      Optics Letters

      Volume: 39 Issue: 16 Pages: 4923-4926

    • DOI

      10.1364/ol.39.004923

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] High Resolution Spectroscopy of A1B1u←X1Ag810410 Band of Naphthalene Referenced to an Optical Frequency Comb2016

    • Author(s)
      K. Nakashima, A. Nishiyama, and M. Misono
    • Organizer
      International Symposium on Molecular Spectroscopy 71th meeting,
    • Place of Presentation
      Illinois Univ., USA
    • Year and Date
      2016-06-20
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] デュアルコム分光法によるRb原子の高分解能分光2016

    • Author(s)
      西山明子, 浅原彰文, 吉田悟, 中嶋善晶, 美濃島薫
    • Organizer
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      東工大
    • Year and Date
      2016-03-19
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 光周波数コムを周波数目盛としたナフタレンの高分解能分光2015

    • Author(s)
      西山明子, 中島一樹, 松葉歩美, 御園雅俊
    • Organizer
      第9回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      東工大
    • Year and Date
      2015-09-16
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] RF 安定化光周波数コムを基準としたデュアルコム分光システムの開発と特性評価2015

    • Author(s)
      西山明子, 吉田悟, 塩川直幸, 白川正之, 中田和明, 徳永英司, 中嶋善晶, 美濃島薫
    • Organizer
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2015-09-13
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] High Resolution Spectroscopy of Naphthalene Calibrated by an Optical Frequency Comb2015

    • Author(s)
      A. Nishiyama, K. Nakashima, A. Matsuba, and M. Misono
    • Organizer
      International Symposium on Molecular Spectroscopy 70th meeting
    • Place of Presentation
      Illinois Univ., USA
    • Year and Date
      2015-06-21
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ドップラーフリー2光子吸収分光法によるナフタレン分子S11B1u (v4=1)←S01Ag (v=0)遷移の高分解能分光2015

    • Author(s)
      西山明子,中島一樹,松葉歩美,御園雅俊
    • Organizer
      第15回分子分光研究会
    • Place of Presentation
      九州大学
    • Year and Date
      2015-05-22 – 2015-05-23
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] ドップラーフリー2光子吸収分光法によるナフタレン分子S11B1u(v4=1)←S01Ag(v=0)遷移の高分解能分光2015

    • Author(s)
      西山明子, 中島一樹, 松葉歩美, 御園雅俊
    • Organizer
      第15回分子分光研究会
    • Place of Presentation
      九州大学
    • Year and Date
      2015-05-22
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 光周波数コムを利用したナフタレン分子2遷移の高分解能スペクトル測定 II2015

    • Author(s)
      西山明子,松葉歩美,御園雅俊
    • Organizer
      日本物理学会第70回年次大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学
    • Year and Date
      2015-03-21 – 2015-03-24
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 光周波数コムを用いた超高分解能分光システムによるナフタレン分子の高精度スペクトル測定2014

    • Author(s)
      西山明子,松葉歩美,御園雅俊
    • Organizer
      第8回分子科学討論会
    • Place of Presentation
      広島大学
    • Year and Date
      2014-09-21 – 2014-09-24
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 光周波数コムを用いた周波数掃引色素レーザーの周波数測定と特性評価2014

    • Author(s)
      西山明子,松葉歩美,御園雅俊
    • Organizer
      日本物理学会 2014年秋季大会
    • Place of Presentation
      中部大学
    • Year and Date
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] High resolution spectroscopy of naphthalene with an optical frequency cpmb2014

    • Author(s)
      A. Nishiyama, A. Matsuba, and M. Misono
    • Organizer
      The 23rd International Conference on High Resolution Molecular Spectroscopy
    • Place of Presentation
      Bologna, Italy
    • Year and Date
      2014-09-02 – 2014-09-06
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Doppler-Free Two-Photon Absorption Spectroscopy of Naphthalene Assisted by an Optical Frequency Comb2014

    • Author(s)
      A. Nishiyama, A. Matsuba, and M. Misono
    • Organizer
      International Symposium on Molecular Spectroscopy 69th Meeting
    • Place of Presentation
      Illinois, America
    • Year and Date
      2014-06-16 – 2014-06-20
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 光周波数コムを用いたナフタレン分子の高分解能分光2014

    • Author(s)
      西山明子,松葉歩美,御園雅俊
    • Organizer
      第14回分子分光研究会
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2014-05-16 – 2014-05-17
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.femto-comb.es.uec.ac.jp/member/nishiyama_j.html

    • Related Report
      2015 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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