サブサイクル中赤外超短パルスレーザーを用いた輻射力による光物質操作

2022 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21K14555
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分30020:光工学および光量子科学関連
• 研究機関: 豊田工業大学
• 研究代表者: 工藤 哲弘 豊田工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (20768270)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 光マニピュレーション / 中赤外レーザー / 分子選別 / 赤外分光 / 光ピンセット

研究成果の概要

中赤外領域のレーザー光源を用いた輻射力による新しい光操作実験を遂行した。超短パルスレーザーを用いた実験計画からは予定を修正しているが、次に示す２つの成果を挙げることができた。１つ目として、中赤外量子カスケードレーザーを用いて、特定の分子振動を励起することで、その物質のみを選択的に光輸送できる機構を発見した。世界で初めての成果であり、分子構造に応じたクロマトグラフィーが可能になると期待される。２つ目は、中赤外ファイバーレーザーを用いた溶媒加熱による光熱トラップの技術を提案した。我々の手法では、水溶液中にレーザーを照射するだけで、溶媒内の微粒子等を局所的に濃縮させることができる。

自由記述の分野

レーザー物理

研究成果の学術的意義や社会的意義

クロマトグラフィーや電気泳動等の技術は、生体分子や化学薬品などを選別するために非常に重要な技術であり、様々な領域において利用されている。本研究では、レーザーの輻射力を利用することで、特定の分子構造を有する物質のみを選択的に光操作できることを世界で初めて示した。本中核と成る発見を更に展開、発展させることで赤外吸収スペクトルに応じた光クロマトグラフィーが可能になると期待される。