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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Development of a new high power mid-infrared light source and relaxation mechanism of DNA bases

Research Project

Project/Area Number 15K13620
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

宮崎 充彦  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (00378598)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords分子分光 / 中赤外レーザー
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、CdSe結晶中での差周波発生を利用し、18~10 μm (550~1000 cm-1)の指紋領域の赤外分光を可能にする新たな中赤外領域のコヒーレント光源の開発、および超音速ジェット冷却された気相孤立分子、分子クラスターに対する赤外分光への応用を目的とした。
29年度は28年度からの延長として、CdSe結晶を利用した中赤光の発生と赤外分光へと進めることを課題としていた。しかし、CdSeを用いた差周波発生において十分な強度の赤外光の発生を再現性を持って確認することがどうしてもできなかった。想定していた光学配置だけでなく、様々な光学配置を試したが赤外光の安定的な発生は見出だせなかった。
原因としてはいくつかの理由が考えられる。一つは、差周波発生効率が低く十分な強度の赤外光がそもそも発生できない可能性。しかしこれに関しては、これまでの研究での報告があること、また、いくつかの配置では、ある程度の赤外光の発生が見られたことから可能性は低いと考えられる。二つ目は、CdSe結晶の光学配置に想定しているものからずれがある可能性。理論的に予測される光学配置周辺においても全く赤外光の発生が見られなかったため、もし結晶の光学配置がずれているとした場合、まったく異なってしまっている可能性が高い。その場合には、結晶光学配置の確認が必要となる。その他、ポンプ光源の強度、クオリティがいまだ不十分である可能性もないわけではないが、全く赤外光が発生できないとは思えないため可能性は低いと考えられる。
本研究では、完全な赤外光の発生を達成することはできなかった。しかしその過程で、ポンプ光源の改良や非線形過程への理解が深めることができ、現有の赤外分光装置のポテンシャルの向上につながっている。このことは、実際の気相クラスターに対する赤外分光の安定的な実行という観点からは重要な意味がある。

  • Research Products

    (8 results)

All 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 5 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] ベルリン工科大学(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      ベルリン工科大学
  • [Journal Article] A theoretical study on the size-dependence of ground-state proton transfer in phenol-ammonia clusters2018

    • Author(s)
      Shimizu Toshihiko、Hashimoto Kenro、Hada Masahiko、Miyazaki Mitsuhiko、Fujii Masaaki
    • Journal Title

      Physical Chemistry Chemical Physics

      Volume: 20 Pages: 3265~3276

    • DOI

      10.1039/c7cp05247b

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Real-time observation of the photoionization-induced water rearrangement dynamics in the 5-hydroxyindole-water cluster by time-resolved IR spectroscopy2018

    • Author(s)
      Miyazaki Mitsuhiko、Naito Ayumi、Ikeda Takamasa、Klyne Johanna、Sakota Kenji、Sekiya Hiroshi、Dopfer Otto、Fujii Masaaki
    • Journal Title

      Physical Chemistry Chemical Physics

      Volume: 20 Pages: 3079~3091

    • DOI

      10.1039/c7cp06127g

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Electron-Proton Transfer Mechanism of Excited-State Hydrogen Transfer in Phenol-(NH3)n (n=3 and 5)2017

    • Author(s)
      Miyazaki Mitsuhiko、Ohara Ryuhei、Dedonder Claude、Jouvet Christophe、Fujii Masaaki
    • Journal Title

      Chemistry - A European Journal

      Volume: 24 Pages: 881~890

    • DOI

      10.1002/chem.201704129

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A structural study on the excimer state of an isolated benzene dimer using infrared spectroscopy in the skeletal vibration region2017

    • Author(s)
      Miyazaki Mitsuhiko、Fujii Masaaki
    • Journal Title

      Physical Chemistry Chemical Physics

      Volume: 19 Pages: 22759~22776

    • DOI

      DOI: 10.1039/c7cp03480f

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Deciphering environment effects in peptide bond solvation dynamics by experiment and theory2017

    • Author(s)
      Wohlgemuth Matthias、Miyazaki Mitsuhiko、Tsukada Kohei、Weiler Martin、Dopfer Otto、Fujii Masaaki、Mitric Roland
    • Journal Title

      Physical Chemistry Chemical Physics

      Volume: 19 Pages: 22564~22572

    • DOI

      10.1039/C7CP03992A

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Real-time observation of slow water rearrangement dynamics in the 5-hydroxyindole-water cluster cation by time-resolved IR spectroscopy2018

    • Author(s)
      Mitsuhiko Miyazaki, Ayumi Naito, Takamasa Ikeda, Hiroshi Sekiya, Johanna Klyne, Otto Dopfer, Masaaki Fujii
    • Organizer
      Gordon Research Conferences: Molecular and Ionic Clusters 2018
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Photoexcitation induced water reorientation dynamics in the 5-hydroxyindole-water cluster studied by time resolved IR spectroscopy2017

    • Author(s)
      M. Miyazaki, A. Naito, J. Klyne, O. Dopfer, and M. Fujii
    • Organizer
      Bunsentagung 2017 116th General Assembly of the German Bunsen Society for Physical Chemistry
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-12-17  

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