2022 年度研究成果報告書

FDMLによるタイムストレッチ分光用広帯域中赤外光源の開発

研究課題

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研究課題/領域番号	21K20500
研究種目	研究活動スタート支援
配分区分	基金
審査区分	0402:ナノマイクロ科学、応用物理物性、応用物理工学およびその関連分野
研究機関	東京大学
研究代表者	中村卓磨東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任助教 (40906252)
研究期間 (年度)	2021-08-30 – 2023-03-31
キーワード	Mid IR laser / Intra-pulse DFG / Raman spectroscopy
研究成果の概要	Yb ファイバーレーザーをもちいて、ロバストな12fs,3.3W,50MHzという他に類を見ない光源を作製する事に成功した。また、この光源を用いて、同一パルス内差周波発生によりmWクラスの広帯域な中赤外光(8-12um)を得ることに成功した。これは1um帯のファイバーレーザーベースでの差周波発生を世界で初めて実現した例である。また、この光源を用いた広帯域ラマン分光のシステムを作製し、50Mspectra/sという従来比で500倍以上高速なラマン分光を実現した。このことは今までアクセスが出来なかったsub-usの分子のダイナミクス解明に大きな寄与をもたらすと考えられる。
自由記述の分野	Spectroscopy
研究成果の学術的意義や社会的意義	分子の指紋領域を一括で取得する事が可能である広帯域な中赤外光源は非常に高い需要があるが、今日の最先端のレーザー技術をもってしても、十分なスペクトル幅や、輝度、高い繰り返し周波数、システムの安定性のすべてを兼ね備える事は非常に困難である。高輝度化で有利な1umで広帯域中赤外光を実現できた意義は大きい。また、開発したラマン分光システムは、分子指紋領域における従来のいかなる手法と比較しても世界最速の分光を実現できた。このことは今までアクセスが出来なかったsub-usの分子のダイナミクス解明に大きな寄与をもたらすと考えられる。