フェムト秒表面和周波分光装置の開発と液体表面における励起状態ダイナミクス

飞秒表面和频谱和液体表面激发态动力学的发展

基本信息

批准号：
07740461
负责人：
朝日剛
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07740461/
关键词：
表面和周波フェムト秒レーザーフェムト秒白色光

项目摘要

フェムト秒レーザーパルスと白色光パルスとの和周波を発生することによって広い観測波長域をもつ表面和周波発生装置の制作を試みた。従来の多くの実験では、レーザー光そのものを光源としているため波長域が限られていたが、白色パルス光を用いることで一度に広い波長域を観測できると考えたからである。光源には、現有の増幅器付きチタンサファイアフェムト秒レーザーの基本波(波長780nm、パルス幅170fs)とそれを水中に集光して得られるフェムト秒白色光を用いた。和周波発生のためにはこの二つのパルスを時間的、空間的に重ね合わせることが必要である。レーザーパルスを二つに分け、一方は白色光に変換した後試料に照射し、もう一方は光学遅延回路によって時間的タイミングをとった後試料に照射する光学系を組み立てた。試料位置に非線形光学結晶をおき、二つのパルス光の和周波の強度をモニターすることによって、パルス間の遅延時間を調整した。非線形光学結晶を用いた場合は和周波は目視で確認できるほど強く、またその波長範囲は280nmから420nmであった。これは元の光では可視光全域に対応し、広い波長範囲を連続的に分光測定できることを示している。また、基本波の遅延時間を変化させることによって白色光パルスの時間幅を測定したところ約350fsであった。この装置を用いて表面和周波の発生を試みたが、現時点では目的とする成果は得られていない。試料には、ロ-ダミン、フタロシアニン誘導体の濃厚溶液と空気の界面、あるいはサファイアプリズムとの界面を利用した全反射条件での測定などをいくつか試みたが、和周波の発生は確認できていない。しかしながら、フェムト秒白色光を用いた和周波発生は表面、界面の分光分析法としては非常に重要と考えられるので、今後、光学系、検出法の検討を重ね測定装置の実現をめざしたい。

我们试图通过产生飞秒激光脉冲和白光脉冲的和频来创建具有宽观察波长范围的表面和频发生器。在许多传统实验中，由于使用激光本身作为光源，波长范围受到限制，但其想法是通过使用白色脉冲光，可以同时观察较宽的波长范围。对于光源，我们使用了带有放大器的现有钛蓝宝石飞秒激光器的基波（波长780 nm，脉冲宽度170 fs）和通过将其聚焦到水中获得的飞秒白光。为了产生和频，需要在时间和空间上叠加这两个脉冲。构建了一个光学系统，其中激光脉冲分为两部分，其中一部分转换为白光，然后照射到样品上，另一部分使用光学延迟电路定时，然后照射到样品上。通过将非线性光学晶体放置在样本位置并监测两个脉冲光的总频率的强度来调整脉冲之间的延迟时间。当使用非线性光学晶体时，和频足够强，可以通过肉眼确认，其波长范围为280 nm至420 nm。这表明原始光对应于整个可见光范围，可用于较宽波长范围内的连续光谱测量。另外，通过改变基波的延迟时间来测量白色光脉冲的时间宽度，结果约为350fs。我们尝试使用该设备生成表面和频率，但到目前为止我们还没有达到预期的结果。曾多次尝试使用罗丹明或酞菁衍生物的浓溶液与空气之间的界面或与蓝宝石棱镜的界面在全反射条件下测量样品，但没有确认出现和频。然而，由于使用飞秒白光产生和频被认为作为表面和界面的光谱分析方法极其重要，因此我们希望在未来研究光学系统和检测方法，以实现测量装置。