| 研究課題/領域番号 |
12555009
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
田中 肇 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (60159019)
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| 研究分担者 |
大久保 優晴 日本分光, 第一技術部・応用技術課, 技術2係係長(研究職)
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| キーワード | 位相コヒーレント光散乱法 / 光グレーティング / モード選択 / ゆらぎのダイナミクス / 液晶等方相 / 熱拡散モードRayleighスペクトル / 比熱、熱拡散率の臨界挙動 / 波長可変CWレーザ |
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| 研究概要 |
液晶等方相の動的光散乱は、熱拡散、配向緩和、および音響フォノンの3モードが混在するため、従来の測定法では各モードからの光散乱スペクトルが重なってしまう。このような複数のモードの混在という現象は多くの複雑流体からの光散乱スペクトルに共通に見られ、熱励起ゆらぎを用いるという従来法の測定原理そのものに由来している。
我々が開発した位相コヒーレント光散乱法では、2本のレーザー光を用いて媒質中に光の干渉縞を作ることで、位相の揃ったコヒーレントな運動モードを強く励起できる。また、この方法では各モードを光で人工的に励起するため、自由にその強度を制御することができ、混在するモードの中からある特定のモードのスペクトルだけを選択的に分光できる。
この手法を用い液晶等方相における配向緩和モードRayleighスペクトルの温度変化を調べた。本光散乱法では、励起光の偏光面に関する幾何学配置の特殊性から、光学系の操作なしに偏光保存散乱と解消散乱の両方を同時に観測できる。これは従来法では実現が不可能であり、測定時間の大幅な短縮、およびデータの信頼性の向上をもたらす。ただし、これまでの測定系に用いていた変調周波数2.5MHzは配向緩和スペクトルの線幅と同程度であるため、2つのスペクトルの分離が十分でなく分離観測が成功したのは転移温度ごく近傍に限られていた。
本年度は、励起光の変調周波数を旧来のおよそ10倍である30MHzに改善することを目指し、これに伴う信号処理系の高周波化に取り組んだ。その結果、配向緩和モードの測定帯域の高周波化に成功し、7CB等方相の偏光保存・偏光解消両スペクトルの同時測定を可能にする温度範囲が従来の10倍に拡張された。測定結果から見積もられる7CBの物性値は過去の報告と定量的に一致し、位相コヒーレント光散乱法がモード選択測定の可能な新しい動的光散乱測定法として確立されつつあると言える。
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