2015 Fiscal Year Research-status Report
高効率高分解能光電子分光のための超高繰り返し深紫外光源の開発
| Project/Area Number |
26800166
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
大間知 潤子 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 特任助教 (70724053)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | 深紫外光源 / ファブリーペロー共振器 / レーザー光電子分光 / 縦モード安定化 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は高分解能光電子分光の測定時間を桁違いに短縮する深紫外光源の開発を目的とする。
分解能低下の要因となる空間電荷効果を抑えつつ短時間測定を実現するため、ファブリーペロー共振器を用いた既存の光源の繰り返し周波数の逓倍化を提案した。これにより光電子分光測定において高いエネルギー分解能を維持しながら測定時間を短縮できるため、従来測定が困難だった物質の研究や新物質の効率的探索が可能になる。
本研究では、繰り返し周波数74 MHz、パルス幅10ピコ秒のチタンサファイアモード同期レーザーの四倍波をファブリーペロー共振器に入射し、その出力光として繰り返し周波数を15倍の1.1 GHzの光源を得た。共振器を用いて安定に繰り返し周波数を逓倍するためには、共振器の縦モードとレーザーの四倍波の縦モードを完全に合わせる必要がある。低いフィネスのファブリーペロー共振器をロックした場合、共振器を透過したパルス列は繰り返し周波数の逆数の時間で強度揺らぎが残る。狭線幅のファブリーペロー共振器を透過したパルス列の強度安定化のためには、レーザーの縦モード安定化が必要であった。レーザーの縦モードの揺らぎは自作の単一縦モードレーザーとのヘテロダインビートにより検出する。このビート信号を基準RF信号に同期する能動制御は一時間に亘って安定に稼働することを確認した。並行してこの光源を実際の光電子分光測定に適用する準備を進めた。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
極低温での光電子分光測定を行うためには、共振器から得られる深紫外パルス列の強度安定化が必要である。これを短期には実現できているが、半日以上の長期に安定稼働するためには、さらなるレーザーの縦モード安定化が必要である。これは、当該年度に行った他の研究で得られた回路技術を適用することで可能であると考えている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
当該年度に行った他の研究において得られた回路技術を本光源システムに適用することで、長期安定な深紫外光源を完成させる。これを用いて従来測定が困難だった試料の光電子分光測定を行う。これらの研究成果の発表を行う。
|
| Causes of Carryover |
本研究で開発している光電子分光の深紫外光源は、パルス列の強度安定化に課題が残っている。この課題の解決には長期のレーザーの縦モード安定化が必要であるため、これを実施する。またこの光源を用いて従来光源では測定が困難だった試料の光電子分光測定を行う。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
レーザーの縦モード安定化に必要な回路素子、光電子分光測定に必要な光学素子の購入に用いる。また、研究成果を論文や学会で報告する。
|
