2020 Fiscal Year Annual Research Report
キラリティーの超高感度計測：ヘテロダイン検出キラル電子和周波発生分光法の開発
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19K22159
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
奥野 将成 東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (00719065)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| Keywords | 振動分光 / 非線形分光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、非線形分光法を用いたキラリティーの高感度測定手法の開発およびその応用を目的とした。本研究ではまず、和周波発生過程に用いる超広帯域光を1064 nmのピコ秒パルスレーザーから得、その超広帯域光の特性評価を行った。その後、キラリティーを持った分子液体を対象とした和周波発生信号の測定を試みた。
フォトニック結晶ファイバーを用いた超広帯域光の発生を試みた。、非線形性は小さいものの、コア径が15 umと大きな大モード面積（LMA）・偏波保持フォトニック結晶ファイバーを用いることで、超広帯域光発生を行い、超広帯域のスペクトルを得ることに成功した。 200 kHzの繰り返しで1 Wの平均出力をフォトニック結晶ファイバーに導入することで、全スペクトル領域で300 mW程度、1 mmよりも長波長の近赤外領域では200 mW程度の出力を得ることに成功した。この出力は1 uJに相当し、ピコ秒のパルス幅を持った超広帯域光としては非常に大きな出力が得られたといえる。この大きな出力は、本研究で対象とした和周波発生だけでなく、コヒーレントラマン分光などの非線形分光法でも十分に使用できると考えられる。
超広帯域光の時間およびスペクトル特性の評価を行った。元来15 psのパルス幅が大幅にチャープ・延伸し、～80 ps程度に上記の超広帯域スペクトルが分散していることが分かった。さらにキラリティーを持った分子の溶液について和周波発生信号が得られるかを検討した。測定に用いたのは1, 1'-bi-2-naphtholのアセトン溶液である。310~350 nmに電子共鳴由来の和周波発生信号が得られると考えられたが、1064 nmおよびその倍波である532 nmを狭帯域光として用いたセットアップでは信号が得られなかった。これは、超広帯域光の可視光領域の広がりおよび強度が十分でなかったためと考えらえる。
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