ベクトル電場波形整形パルスを用いた実時間動的キラル構造制御

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18H03677
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 三沢 和彦 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80251396)
• 研究分担者: 小原 祐樹 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 産学官連携研究員 (10752032) ; 伊藤 宙陛 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 特任助教 (60724127) ; 伊藤 輝将 東京農工大学, 学内共同利用施設等, 特任准教授 (60783371)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: ベクトル波形整形 / 結晶キラリティー / 分子キラリティー

研究実績の概要

本研究の目的は、キラル電場波形パルスを物質に照射した際に、物質のキラリティーに依存した光学応答が観測されるか、さらには、物質のキラリティーが動的に誘起できるかの検証実験を行う。2019年度までに、本研究課題で開発したベクトル波形整形装置を励起光源として、n型GaAs/Al0.3Ga0.7As変調ドープ量子井戸内でキラリティーに依存する光電流方向のスイッチングに成功した。この成果は、実時間動的キラル構造制御の実験的検証として、本研究課題の当初目的を達成したものといえる。続けて、分子キラリティー制御に関する実験条件の検討を行ったところ、ベクトル波形整形パルスで分子や電子の回転を含む複雑な動きを操作した瞬間に、その後のキラリティー変化を動的に直接観察するためのパルス制御機構を組み合わせる必要があることがわかった。
そこで、2020年度は、2つのベクトル波形整形パルスを独立して高い自由度で制御する機構を開発した。本研究は、台湾国立交通大学電子物理系との国際共同研究である。この装置は、偏光分割マイケルソン干渉計を利用し、偏光方向がテラヘルツ周波数で回転するポンプ-プローブパルスの回転方向、回転周波数、2つのパルスの時間間隔をそれぞれ独立に調整すること可能にした。今回開発したレーザーパルスの偏光回転調整機構は、空間位相変調器を使用した従来の手法と比べると選べる時間間隔がフェムト秒からナノ秒までと広く、また5mJの強力なレーザーパルス強度にも耐えうるもので、対象となる物質や現象の選択肢がより広いため、本基盤研究の特筆すべき成果といえる。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] 台湾国立交通大学(その他の国・地域)
  • 国名: その他の国・地域
  • 外国機関名: 台湾国立交通大学
• [雑誌論文] Time-resolved stimulated Raman scattering microscopy for robust quantitative chemical measurements in tissue (2021)
  • 著者名/発表者名: Ito Terumasa、Iritani Miyako、Matsuoka Fumiaki、Misawa Kazuhiko
  • 雑誌名: Proceedings of Advanced Chemical Microscopy for Life Science and Translational Medicine 2021; 巻: 11656 ページ: 116560G
  • DOI: 10.1117/12.2582564
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation and manipulation of polarization-twisting dual pulses with a high degree of freedom (2020)
  • 著者名/発表者名: Wei Hao-Keng、Ito Hironori、Misawa Kazuhiko、Luo Chih-Wei
  • 雑誌名: Optics Letters 巻: 45 ページ: 6663～6663
  • DOI: 10.1364/OL.409672
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] High-Pressure Gas Measurement Using Time-Resolved Rotational CARS with Temporally Asymmetric Pulses (2020)
  • 著者名/発表者名: Iwata Katsuya、Saito Yoichi、Ito Terumasa、Obara Yuki、Kameda Masaharu、Misawa Kazuhiko
  • 雑誌名: OSA Technical Digest of 14th Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics 巻: CLEO PR 2020 ページ: C6D_2
  • DOI: 10.1364/CLEOPR.2020.C6D_2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Femtosecond X-ray emission study of the spin cross-over dynamics in haem proteins (2020)
  • 著者名/発表者名: D.Kinschel, C.Bacellar, O.Cannelli, B.Sorokin, T.Katayama, G.F.Mancini, J.R.Rouxel, Y.Obara, J.Nishitani, H.Ito, T.Ito, N.Kurahashi, C.Higashimura, S.Kudo, T.Keane, F.A.Lima, W.Gawelda, P.Zalden, S.Schulz, J.M.Budarz, D.Khakhulin, A.Galler, C.Bressler, C.J.Milne, T.Penfold, M.Yabashi, T.Suzuki, K.Misawa, M.Chergui
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 11 ページ: 4145
  • DOI: 10.1038/s41467-020-17923-w
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] High-Contrast Depth Imaging of Skin Moisturizing Agent Using Phase-Modulated Stimulated Raman Scattering (2020)
  • 著者名/発表者名: Ito Terumasa、Iguchi Risa、Matsuoka Fumiaki、Nishi Yoji、Ogihara Tsuyoshi、Misawa Kazuhiko
  • 雑誌名: OSA Technical Digest of 14th Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics 巻: CLEO PR 2020 ページ: C12D_2
  • DOI: 10.1364/CLEOPR.2020.C12D_2
• [学会発表] Time-resolved stimulated Raman scattering microscopy for robust quantitative chemical measurements in tissue (2021)
  • 著者名/発表者名: Ito Terumasa
  • 学会等名: Advanced Chemical Microscopy for Life Science and Translational Medicine 2021;
  • 国際学会
• [学会発表] High-Pressure Gas Measurement Using Time-Resolved Rotational CARS with Temporally Asymmetric Pulses (2020)
  • 著者名/発表者名: Iwata Katsuya
  • 学会等名: 14th Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics
  • 国際学会
• [学会発表] High-Contrast Depth Imaging of Skin Moisturizing Agent Using Phase-Modulated Stimulated Raman Scattering (2020)
  • 著者名/発表者名: Ito Terumasa
  • 学会等名: 14th Pacific Rim Conference on Lasers and Electro-Optics
  • 国際学会
• [備考]
  • URL: https:/www.femto.tuat.ac.jp/jp/