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本研究は、CdSe結晶中での差周波発生を利用し、18~10 μm (550~1000 cm－1)の指紋領域の赤外分光を可能にする新たな中赤外領域のコヒーレント光源の開発、および超音速ジェット冷却された気相孤立分子、分子クラスターに対する赤外分光への応用を目的とした。
29年度は28年度からの延長として、CdSe結晶を利用した中赤光の発生と赤外分光へと進めることを課題としていた。しかし、CdSeを用いた差周波発生において十分な強度の赤外光の発生を再現性を持って確認することがどうしてもできなかった。想定していた光学配置だけでなく、様々な光学配置を試したが赤外光の安定的な発生は見出だせなかった。
原因としてはいくつかの理由が考えられる。一つは、差周波発生効率が低く十分な強度の赤外光がそもそも発生できない可能性。しかしこれに関しては、これまでの研究での報告があること、また、いくつかの配置では、ある程度の赤外光の発生が見られたことから可能性は低いと考えられる。二つ目は、CdSe結晶の光学配置に想定しているものからずれがある可能性。理論的に予測される光学配置周辺においても全く赤外光の発生が見られなかったため、もし結晶の光学配置がずれているとした場合、まったく異なってしまっている可能性が高い。その場合には、結晶光学配置の確認が必要となる。その他、ポンプ光源の強度、クオリティがいまだ不十分である可能性もないわけではないが、全く赤外光が発生できないとは思えないため可能性は低いと考えられる。
本研究では、完全な赤外光の発生を達成することはできなかった。しかしその過程で、ポンプ光源の改良や非線形過程への理解が深めることができ、現有の赤外分光装置のポテンシャルの向上につながっている。このことは、実際の気相クラスターに対する赤外分光の安定的な実行という観点からは重要な意味がある。
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