2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of optical active devices based on DNA-dye-complexes
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17K06033
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| Research Institution | Chitose Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
川辺 豊 公立千歳科学技術大学, 理工学部, 教授 (90305954)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大越 研人 公立千歳科学技術大学, 理工学部, 教授 (60500139)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | DNA / 色素レーザー / アゾ色素 / 光異性化反応 / 動的回折格子 / ホログラフィー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度はアゾ色素を複数の方法で導入したDNA複合体、およびDNA複合体を構成要素とするいくつかのブレンド試料を作製し、その光異性化の動的挙動を検討するとともに、それらにドープした発光性色素の光増幅過程を調べた。
光異性化の動的過程のより詳細な検討を行うため、アゾ色素と発光性色素が共存する高分子試料を複数の手法で作製し，従来のcw光源をベースにした装置に加えパルスレーザー励起による光誘起複屈折の測定系を整備し、新たに作製した試料について検討を加えた。あわせて光増幅挙動を検討した。その結果、いくつかの試料において光増幅（amplified spontaneous emission）が観測され、単層試料による増幅素子が原理的に実現可能であることが検証された。ただし、アゾ色素による吸収のため閾値は上昇する。これはすなわち、発振しない場合も基本的には再吸収が主要な原因であり、分子の組み合わせを変えることで回避可能であることがほぼ明らかとなったと考えている。レーザー発振を具体化するための動的回折格子に関する光学系は現在準備中である。
DNA複合体の脂質部へのアゾカルバゾール色素の化学修飾を新規材料探索の一環としておこなっているが、本年度は所定の新規化合物を1種合成し、DNAとの結合および薄膜作製を行った。本試料をレーザーで励起したところ、単純にドープした場合に比較して十分大きな光誘起複屈折と透過率変化が観測された。
以上の結果の一部はSPIE（国際光工学会）等において発表され、プロシーディングとして2報公開されている。本年度の予算の主たる部分は、昨年度同様、実験装置構築に伴う部品、および合成する新規試料の原料、薄膜試料作製に必要な資材の購入に充当するとともに、SPIE参加のための旅費等として支出した。
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