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2018 年度 実施状況報告書

デュアルコム分光を用いた高分解能ラマン分光法の開発と展開

研究課題

研究課題/領域番号 17K14435
研究機関電気通信大学

研究代表者

西山 明子  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 特別研究員 (00770364)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードデュアルコム分光 / ラマン / 共振器分光法 / 高感度 / 高強度レーザー
研究実績の概要

本研究の目的は、デュアルコム分光法を気相分子の高分解能ラマン分光に応用し、赤外吸収分光法とは異なる選択則の振動遷移を光周波数コムが持つ究極の周波数精度で測定し、分子の振動励起状態ダイナミクスを明らかにすることである。デュアルコム分光法を気相分子のラマン分光に適用するためには測定感度の向上が必要であったため、前年度から引き続き、光コム分光法の高感度化の研究を行った。高フィネス共振器を用いた共振器分光法によって、非常に弱い遷移であるCO気体の倍音遷移の吸収スペクトルを観測することに成功した。この共振器分光法は吸収分光法のみならず、ラマン分光法を含む非線形分光法への適用が可能である。また、ラマン分光法において十分な信号強度を得るために、高出力な光源を用いることが望ましい。そこで本年度には、モード同期Yb添加ファイバレーザーとチャープパルス増幅を用いた光増幅器の開発を開始し、レーザー開発における基礎的なデータを取り終えた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本年度には、光コム分光法をラマン分光に適用するために重要である測定感度の向上に取り組み、成果を上げた。また、より強い信号を得るための高強度レーザーの開発は順調に進んでいる。研究実施場所を移したため、モード同期Er添加ファイバレーザーによるデュアルコム分光システムを用いる当初の計画は変更せざるを得ないものの、1台の光周波数コムを用いてデュアルコム分光法と同等の高分解能を得ることが可能な高分解能フーリエ変換分光装置の研究も並行して行っており、これを高分解能ラマン分光法に適用できる見通しである。これらの理由から、本研究はおおむね順調に進捗しているといえる。

今後の研究の推進方策

3年間の研究予定であったが、研究代表者の異動による応募資格喪失によって2年間での終了となった。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 17件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] 光周波数コムを光源とした高分解能フーリエ変換分光法と高感度共振器分光への応用2018

    • 著者名/発表者名
      西山 明子, Dominik Charczun, Grzegorz Kowzan, Piotr Maslowsk
    • 雑誌名

      分光研究

      巻: 67 ページ: 157-160

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Cavity-Enhanced Direct Optical Frequency Comb Spectroscopy with Tooth-Width Limited Resolution2019

    • 著者名/発表者名
      D. Charczun, G. Kowzan, A. Nishiyama, A. Cygan, R. S. Trawinski, D. Lisak, P. Maslowski
    • 学会等名
      CLEO 2018 (Conference on Lasers and Electro-Optics)
    • 国際学会
  • [学会発表] Stabilized All-Fiber-Based Mode-Filtering Technique for the Generation of a GHz-Repetition-Rate Frequency Comb2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Nakajima, Takuya Hariki, Akiko Nishiyama, Kaoru Minoshima
    • 学会等名
      CLEO 2019 (Conference on Lasers and Electro-Optics)
    • 国際学会
  • [学会発表] Comb-based Fourier-Transform Spectrometry for Broadband Measurements of Absorption and Dispersion2019

    • 著者名/発表者名
      D. Charczun, G. Kowzan, A. Nishiyama, P. Staniszewski, A. Cygan, R. S. Trawinski, D. Lisak, P. Maslowski
    • 学会等名
      CLEO/Europe-EQEC 2019, Germany, June, 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Cavity-Enhanced Direct Optical Frequency Comb Spectroscopy with Tooth-Width Limited Resolution2019

    • 著者名/発表者名
      G. Kowzan, D. Charczun, A. Nishiyama, P. Staniszewski, A. Cygan, R. S. Trawinski, D. Lisak, P. Maslowski
    • 学会等名
      13th Europian conference on atoms, molecules and photons (ECAMP13)
    • 国際学会
  • [学会発表] Highly Sensitive and Broadband Frequency Comb Spectroscopy Using a High Finesse Cavity2019

    • 著者名/発表者名
      A. Nishiyama, G. Kowzan, D. Charczun, P. Staniszewski, A. Cygan, R. S. Trawinski, D. Lisak, P. Maslowski
    • 学会等名
      The 3rd Asian workshop on molecular spectroscopy (AWMS)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Accurate measurement of helium-perturbed deuterium spectra for collisional studies and validation of the ab initio potential energy surfaces2019

    • 著者名/発表者名
      A. Nishiyama, F. Thibault, M. Slowinski, M. Zaborowski, N. Stolarczyk, D. Charczun, A. Cygan, S. Wojtewicz, G. Kowzan, P. Maslowski, R. Ciurylo, D. Lisak, P. Wcislo
    • 学会等名
      The 3rd Asian workshop on molecular spectroscopy (AWMS)
    • 国際学会
  • [学会発表] 光周波数コムを用いた高分解能・高感度分子分光の研究2019

    • 著者名/発表者名
      西山明子
    • 学会等名
      第66回応用物理学会春季学術講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] 光周波数コムを用いたCO気体の高感度分光計測2018

    • 著者名/発表者名
      西山明子, Grzegorz Kowzan, Dominik Charczun, Piotr Maslowsk
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
  • [学会発表] Sub-MHz deuterium spectroscopy and comparison with ab initio calculations of the line-shape effects2018

    • 著者名/発表者名
      M. Zaborowski, F. Thibault, S. Wojtewicz, A. Cygan, G. Kowzan, P. Maslowski, M. Slowinski, A. Nishiyama, N. Stolarczyk, D. Lisak, R. Ciurylo, P. Wcislo
    • 学会等名
      The 25th High resolution molecular spectroscopy (HRMS)
    • 国際学会
  • [学会発表] Line Shape Study of the Second Overtone Band of CO Using Cavity-Enhanced Comb-Based Fourier-Transform Spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      A. Nishiyama, G. Kowzan, D. Charczun, V. S. de Oliveira, A. Ruehl, I. Hartl, K. Minoshima, R. S. Trawinski, P. Maslowski
    • 学会等名
      European Group Atomic Systems (EGAS)
    • 国際学会
  • [学会発表] Hz-level Resolution Fourier Transform Spectrometry for Complex Refractive Index Spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      D. Charczun, G. Kowzan, A. Nishiyama, M. Debus, P. Huke, D. Tomaszewska, G. Sobon, A. Cygan, D. Lisak, R. S. Trawinski, P. Maslowski
    • 学会等名
      European Group Atomic Systems (EGAS)
    • 国際学会
  • [学会発表] High-accuracy deuterium spectroscopy and comparison with ab initio line-shape calculations2018

    • 著者名/発表者名
      M. Zaborowski, F. Thibault, S. Wojtewicz, A. Cygan, G. Kowzan, P. Maslowski, M. Slowinski, A. Nishiyama, N. Stolarczyk, D. Lisak, R. Ciurylo, P. Wcislo
    • 学会等名
      European Group Atomic Systems (EGAS)
    • 国際学会
  • [学会発表] Line Shape Measurements of CO Using Frequency Comb Based Cavity-Enhanced Absorption Spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      Akiko Nishiyama, Grzegorz Kowzan, Dominik Charczun, Vinicius Silva de Oliveira, Axel Ruehl, Ingmar Hartl, Kaoru Minoshima, Ryszard S. Trawinski, Piotr Maslowski
    • 学会等名
      Advanced Photonics 2018 Congress
    • 国際学会
  • [学会発表] Fourier-Transform Frequency Comb Cavity Mode Spectroscopy at Hz Level for Trace Gas Measurements2018

    • 著者名/発表者名
      Dominik Charczun, Grzegorz Kowzan, Akiko Nishiyama, Michael Debus, Philipp Huke, Dorota Tomaszewska, Grzegorz Sobon, Agata Cygan, Daniel Lisak, Ryszard Trawinski, Piotr Maslowski
    • 学会等名
      Advanced Photonics 2018 Congress
    • 国際学会
  • [学会発表] FOURIER-TRANSFORM COMPLEX REFRACTIVE INDEX SPECTROSCOPY AT Hz-LEVEL WITH OPTICAL FREQUENCY COMBS2018

    • 著者名/発表者名
      Dominik Charczun, Grzegorz Kowzan, Akiko Nishiyama, Agata Cygan, Daniel Lisak, Ryszard Trawinski, Piotr Maslowski
    • 学会等名
      73rd International Symposium of Molecular Spectroscopy 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Accurate Line Shape Measurement of D2-He and Comparison with ab initio Calculation2018

    • 著者名/発表者名
      A. Nishiyama, F. Thibault, M. Slowinski, M. Zaborowski, N. Slolarczyk, D. Charczun, A. Cygan, S. Wojtewicz, G. Kowzan, P. Maslowski, R. Ciurylo, D. Lisak, P. Wcislo
    • 学会等名
      International Conference on Spectral Line Shapes 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Application of Cavity-Enhanced Comb-Based Fourier-Transform Spectroscopy to Line Shape Study of Carbon Monoxide in Argon2018

    • 著者名/発表者名
      A. Nishiyama, G. Kowzan, D. Charczun, V. Oliveira, A. Ruehl, I. Hartl, K. Minoshima, R. Trawinski, P. Maslowski
    • 学会等名
      CLEO 2018 (Conference on Lasers and Electro-Optics)
    • 国際学会
  • [学会発表] High-Sensitivity Doppler-Free Optical-Optical Double-Resonance Dual-Comb Spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      A. Nishiyama, K. Nakagawa, H. Sasada, A. Onae, Y. Nakajima, K. Minoshima
    • 学会等名
      CLEO 2018 (Conference on Lasers and Electro-Optics)
    • 国際学会
  • [学会発表] All-fiber-based mode-filtering technique with high side-mode suppression ratio and high multiplication factor2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshiaki Nakajima, Akiko Nishiyama, Takuya Hariki, Kaoru Minoshima
    • 学会等名
      CLEO 2018 (Conference on Lasers and Electro-Optics)
    • 国際学会

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公開日: 2019-12-27  

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