| 研究課題/領域番号 |
21K20500
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0402:ナノマイクロ科学、応用物理物性、応用物理工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
中村 卓磨 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任助教 (40906252)
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| 研究期間 (年度) |
2021-08-30 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | Mid IR laser / Intra-pulse DFG / Raman spectroscopy / Raman Spectroscopy / モード同期レーザー / 中赤外光源 / 分光 / 高速分光 / 波長掃引レーザー / タイムストレッチ分光 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
2台の高速波長掃引レーザーを活用して、掃引レートと同等のμsレベルにリニアチャープした広帯域中赤外光源を開発する。申請者の考案する“全帯域位相整合スキャン“により7.5-10 μmを含む広帯域スペクトルを発生する。μsのリニアチャープを生かすと、単一ディテクタによるシンプルな測定系で高速かつ高感度な広帯域赤外吸収分光を実現できる。このことにより、フローサイトメーターを用いた高速なラベルフリーの生体細胞測定等、赤外分光を必要とする多様な応用分野での活用が期待できる。
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| 研究成果の概要 |
Yb ファイバーレーザーをもちいて、ロバストな12fs,3.3W,50MHzという他に類を見ない光源を作製する事に成功した。また、この光源を用いて、同一パルス内差周波発生によりmWクラスの広帯域な中赤外光(8-12um)を得ることに成功した。これは1um帯のファイバーレーザーベースでの差周波発生を世界で初めて実現した例である。
また、この光源を用いた広帯域ラマン分光のシステムを作製し、50Mspectra/sという従来比で500倍以上高速なラマン分光を実現した。このことは今までアクセスが出来なかったsub-usの分子のダイナミクス解明に大きな寄与をもたらすと考えられる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
分子の指紋領域を一括で取得する事が可能である広帯域な中赤外光源は非常に高い需要があるが、今日の最先端のレーザー技術をもってしても、十分なスペクトル幅や、輝度、高い繰り返し周波数、システムの安定性のすべてを兼ね備える事は非常に困難である。高輝度化で有利な1umで広帯域中赤外光を実現できた意義は大きい。
また、開発したラマン分光システムは、分子指紋領域における従来のいかなる手法と比較しても世界最速の分光を実現できた。このことは今までアクセスが出来なかったsub-usの分子のダイナミクス解明に大きな寄与をもたらすと考えられる。
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