| 研究課題/領域番号 |
18H01946
|
|---|
| 研究機関 | 神奈川大学 |
|---|
研究代表者 |
岩倉 いずみ 神奈川大学, 工学部, 准教授 (40517083)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| キーワード | フェムト秒パルスレーザー光 / 極限的超短パルス光 / 遷移状態分光 |
|---|
| 研究実績の概要 |
(1) コヒーレント分子振動励起による分子間熱反応の誘起手法開発
コヒーレント分子振動励起に対する溶媒効果の検討から、可視5-fsパルスレーザー光によるコヒーレント分子振動励起には、以下の２条件が必要であることが示された。(i)光電場と相互作用可能な分極を化合物が有している。(ii)分極している化学結合の伸縮振動がラマン活性である。
(2)分子間熱付加反応の遷移状態分光
本年度は、新たに構築した自動安定化装置を可視5-fsパルスレーザー光発生装置に組み込むことで、得られる信号のS/N比を向上させた。まず、Ti:サファイア再生増幅器出力光の高度を下げるために設置しているペリスコープに可動鏡を組み込むことで、出力光の位置とポインティングを安定化させた。次に、非直線光パラメトリック増幅器の励起光と種光の光強度を安定化させた。具体的には、電動ステージに半波長板を載せて第二次高調波発生に用いる800-nm光の偏光方向を変化させることで増幅励起光である400-nm光の強度を、電動ステージに回転式可調式減光フイルタを載せて自己位相変調による白色光発生に用いる800-nm光の強度を変化させることで増幅種光である白色光の強度を、各々制御可能にした。増幅励起光と増幅種光の光強度をフォトダイオードセンサーにより各々検出し、パソコン上の制御則に基づいたアクチュエータ駆動によるネガティブフィードバックを実施することで、光強度を安定化させた。さらに、レーザーダイオードとグレーティングを交換した結果、可視5-fsパルスレーザー光のパルス毎の強度差が小さくなり、S/N比が向上した。しかし、遷移状態分光を試みたところ、生成物が光路上に析出してしまうという新たな問題が生じた。今後、測定系にフローセルを導入することで、解決する予定である。
|
| 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
(1) コヒーレント分子振動励起による分子間熱反応の誘起手法開発
分子間熱反応として、アルコールの縮合反応が進行することを見出した。この過程で、可視5-fsパルスレーザー光を糖メタノール溶液に照射すると、溶質、および、溶媒の複数のラマン活性な分子振動を同時にコヒーレント励起することで、溶液相から気相への相転移を誘起できることを見出し、論文として発表した。この反応系には副反応が進行しないという利点がある。コヒーレント分子振動励起機構の解析に適した系が見つかり、機構解析が順調に進んでいる。
(2)分子間熱付加反応の遷移状態分光
コヒーレント分子振動励起によりアルコールの縮合反応を誘起し、遷移状態分光を試みたところ、シグナル強度が低いという問題が生じた。そこで、本年度は、新たに構築した自動安定化装置を可視5-fsパルスレーザー光発生装置に組み込み、得られる信号のS/N比を向上させた。しかし、生成物が光路上に析出してしまうという新たな問題が生じた。今後、測定系にフローセルを導入することで、解決できると考察している。
|
| 今後の研究の推進方策 |
可視5-fsパルスレーザー光のレーザー光強度依存性、レーザースペクトル依存性などを検討することで、コヒーレント分子振動励起機構を解析する。
分子間熱付加反応の遷移状態分光の実現にむけて、測定系にフローセルを導入する。まず、フローセルの形状、チューブの太さ、流速等を検討する。同時に、分子振動実時間計測に使用する励起光と検出光とのセル内での重なりを調整するために、制御システムを導入し、縮合反応、環化付加反応の分子振動実時間分光を実現する。
|
