2014 Fiscal Year Research-status Report
光周波数コムと狭線幅色素レーザーを利用した超高分解能レーザー分光
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24655021
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| Research Institution | Fukuoka University |
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Principal Investigator |
御園 雅俊 福岡大学, 理学部, 教授 (40314471)
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2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 高分解能レーザー分光 / 光周波数コム / 多原子分子 / 電子励起状態 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
分子の励起状態には、様々な興味深いダイナミクスが存在する。このようなダイナミクスは、遷移線の微小なシフト、広がり、強度異常などとしてスペクトルに現れる。このような微小な変化を測定するには、高分解能、高周波数精度な測定を広い波長範囲で行うことができる分光システムの開発が必要である。本研究では光周波数コムを用いて、これらの要求を満たす超高分解能分光システムを製作した。さらに、ナフタレン分子のドップラーフリー2光子吸収分光を行うことによって、電子励起状態におけるダイナミクスについて考察を行った。
製作した分光システムは、主に、色素レーザーを分光光源としたドップラーフリー2光子吸収分光システム、光周波数コムによる光源の周波数校正システムからなる。光源の色素レーザーは、半値半幅60 kHz 以下の狭い線幅を持ち、今回使用した色素では560 nmから620 nm の波長範囲で発振可能である。光周波数コムとしては、モードロックTi:Sapphire レーザーを用いた。このモード間隔周波数とオフセット周波数をGPS 衛星からの基準信号にロックすることで、高い周波数精度が得られた。周波数校正システムでは、ダブルパス構成の音響光学変調器とを利用して、連続的に高精度な周波数計測が可能となるようにした。この方法によって、掃引する色素レーザーの周波数を、これまで以上に容易かつ高精度で決定することが可能となった。
平成26年度はとくに、ナフタレン分子の基底状態から第一励起状態への遷移について、選択則の異なる複数の遷移を測定し、より詳細な分子定数を求める試みを行った。得られたデータから、励起状態のダイナミクスについて、より詳細な検討を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本研究の目的は、超高分解能レーザー分光システムを製作すること、および、製作したシステムを利用して多原子分子の電子励起状態におけるダイナミクスを解明することである。
前者については、バンドパス・フィルターを使用した周波数マーカーシステムを利用するシステムと、音響光学変調器を利用して周波数の直接測定と分光光源の特性評価を行うシステムの2つのシステムを製作した。これらはその特徴に応じて使い分けることができ、当初の目標を上回る成果であるといえる。
また、多原子分子の電子励起状態におけるダイナミクスの解明については、上記2つのシステムを用いてナフタレンの測定を行った。分子定数の精確な決定を行い、コリオリ相互作用のメカニズムを解明したことは、当初の目的を達成したといえる。
以上を総合し、当初の目標を上回ったということができる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究は平成26年度末までに一定の成果を挙げたが、より詳細に分子の電子励起状態の研究を行うため、さらに広い波長域にわたるスペクトル測定を進める。また、研究成果の発表を行う。
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| Causes of Carryover |
本研究で製作した超高分解能レーザー分光システムを利用したナフタレン分子のドップラーフリー2光子吸収スペクトル測定が現在進行中である。より高精度な分子定数の決定のため、当初予定していた範囲を超えて測定を継続している。これに必要な試薬や電子部品等を購入するための経費、研究成果発表のための経費が残っている。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
「未使用額が発生した状況」の項で述べたとおり、より高精度な分子定数の決定のため測定を継続している。これに必要な試薬や電子部品等を購入するため、また、研究成果発表のために使用する。
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