光サンプリング時間分解イメージング法の開発

2012 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 24550023
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 研究機関: 京都工芸繊維大学
• 研究代表者: 永原 哲彦 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 助教 (70390664)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 超高速分光 / 反応動力学

研究概要

複雑かつ高度に集積された分子系においては、メソスコピックなサイト依存性とダイナミックスの同時測定が重要である。時間分解イメージングでは時間と空間の２つの領域を走査する必要があるが、時間領域を走査する際には従来の超高速分光で一般的に行われている機械的な光学遅延ステージの移動では、高速かつ正確性の高いイメージングは困難である。なぜなら、光学遅延ステージの機械的な移動は時間がかかり、移動によってレーザービームの広がりや重なり具合に変化が生じてしまうからである。本研究では、電気的な遅延時間の制御が可能な光サンプリング法による過渡種のイメージングを提案する。
この研究では２台のレーザー発振器を同時に使用する必要があるが、当初計画では既存のレーザー１台と本研究予算にて追加するレーザーキット１台とを使用する予定であった。既存のレーザーの周波数揺らぎをGPS基準周波数源とタイムインターバル・カウンタとを用いて評価した結果、その周波数揺らぎが大きく本研究での目的には十分で無いことが分かった。そこで新規に２台分のレーザーを構築する光学部品を個別に購入し、温度調整された同一の光学ブレッドボード上に構築することにした。
特注したレーザー結晶の製造元での問題により納期が大幅に遅れたが、H24年度中に2台のレーザーの組み立てと発振までの調整作業が終わり、現在はその共振器長の制御に取り組んでいるところである。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

H24年度中にレーザーシステムを構築しその遅延時間の制御まで行う計画であったが、先に述べたレーザーシステムの見直しとレーザー結晶の納品の遅れなどにより、やや遅れが生じている。

今後の研究の推進方策

H24年度中に達成できなかった遅延時間の制御をH25年度中の早期に行い、高速に過渡吸収信号を取得できる装置を既存の白色光発生器と共に組み上げてイメージングへの適用を行う。光サンプリング法を顕微鏡下でのイメージングに適用し、顕微鏡下でのサブピコ秒時間分解過渡吸収イメージングへと発展させる。このためには、現有のレーザー入射ポート付き顕微鏡を用いる。

次年度の研究費の使用計画

H24年度は予定していたレーザーシステムの見直しとレーザー結晶の納期の遅れ等により、当初計画に対してやや遅れが生じた。その結果、遅延時間の制御等に予定していた機器や部品の購入がH25年度に持ち越しとなり、次年度使用額が生じた。H25年度はレーザーシステムの遅延時間の制御を早期に達成し、H25年度分として請求した助成金と共に顕微鏡下でのイメージングに適用する。