赤外ダイオードレーザーを用いたイオン・分子錯合体の赤吸収スペクトルの観測

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05740363
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 今城 尚志 九州大学, 理学部, 助手 (40213227)
• Keywords: 赤外ダイオードレーザー / 超音速自由噴流 / 放電変調法

Research Abstract

既存のメカニカルブ-スターポンプ(240m^3/Hr)により排気された真空槽に、オリフィス穴径2mmのパルスバルブおよび電極からなるイオン源を取り付けた。陰極はタンタル管(内径4mm長さ10mm)を用い、放電気体を陰極中から真空槽内に吹き出した。陰極とパルスバルブとの絶縁にはテフロンを用いた。内径63mmのステンレス製円筒をパルスバルブの下流に置き陽極とした。放電電極および電源を真空チェンバーおよび周辺機器のア-スから絶縁することにより、放電を電極間のみに起こすことができた。放電を電極間のみに起こすことにより100mA程度のパルス放電電流を安定に流すことができた。放電中で赤外吸収を測定するためヘリ-型多重反射光学系を真空槽内に設置し、赤外ダイオードレーザーを陰極の下流1mmから10mmの間に8往復させた。赤外レーザー光を導入するため陽極の円筒部分にに幅40mmの長方形の切り込みを入れた。
吸収法の感度を上げるために放電変調法が有効であることが知られている。超音速自由噴流中で交流放電を用いた放電変調がかかるかどうか、CSラジカル1←0R(3)遷移を用いてテストした。20KHzの正弦波をアナログスイッチを用いて幅2msのパルスとし、既存のオ-ディオ用パワーアンプに入力した。出力の交流パルスをステップアップトランスで昇圧した後電極に印加た。放電ガスが吹き出す側の電極が陰極になるときにのみ放電が起きた。印加した20KHzの交流パルスから30mus遅れて交流に同期した赤外吸収が観測された。赤外吸収の増減は交流放電により生成したCSラジカルが多重反射光学系を通過する過程を表している。赤外光検出器の出力をロックインアンプに入力し出力の時定数を1msとした。ロックインアンプの出力をボックスカ-積分器に入力し放電変調法による吸収スペクトルを得た。放電変調法を用いたことにより信号対雑音比が6倍向上した。
質量分析法を用いてどのようなイオンが生成するか調べるため、既存の4重極型マスフィルターを設置するための真空槽を製作した。4重極型マスフィルターを真空排気するため油拡散ポンプ(ULK04A)、コールドトラップ(ULK04A用)、水冷バッフル(BW-04B)、ロータリーポンプ(PVD-180)を購入した。本年度製作した真空槽および排気系を既存の真空槽に付加しテストを行った。