レーザープラズマからのパルス白色光による時間分解FTIRの開発と化学反応への応用

使用激光等离子体脉冲白光开发时间分辨 FTIR 及其在化学反应中的应用

基本信息

批准号：
11874078
负责人：
關金一
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Yokohama National University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は前年度に引き続き、レーザープラズマからの赤外線の発光特性の研究を継続させることと、生じた赤外短パルスをFT-IRに導入し、その時間分解FT-IRの構築を行なった。前年度の研究で得られている赤外短パルス光はレーザーの照射を空気中で行なっていたが、それをアルゴン雰囲気下及び真空下で赤外パルス光を発生させる実験を行なった。結果は空気中での測定に比べ、空気そのものからのプラズマ発生が抑えられるものの、強度、パルス幅とも大きな優位性は見られなかった。そのため、サブマイクロ秒の時間分解FT-IRへ導入する赤外光は空気中で発生させたものを用いた。FT-IRでの測定は市販FT-IR(パーキンエルマー製Spectrum1000)の光源部に通常使用されているタングステンランプに換えて、赤外透過光ファイバー(カルコゲナイド系)を用いてレーザープラズマからのパルス赤外光を導入した。現状ではFT-IRの干渉計の掃引速度(数十Hz)に比べてレーザープラズマの繰返し速度(30Hz)が十分速くないことにより、FT-IRで得られるインターフェログラムの強度が大きくばらつくため、満足なシグナルが得られていない。今後繰り返し周波数の大きなレーザーを用いて実験を進める予定である。さらに探索物質に関してよりパルス時間幅の短いものを探索した。最短の媒体はポリエチレンで0.1μsの半値幅を得ている。FT-IRへの応用としてはサブマイクロ秒の時間分解光源として利用できることは明らかになり、反応中間体の検出を試みている段階にある。

今年，我们继去年之后，继续研究激光等离子体红外光的发射特性，将由此产生的短红外脉冲引入到FT-IR中，构建了时间分辨FT-IR。前一年的研究获得的红外短脉冲光是在空气中通过激光照射进行的，但我们进行了在氩气气氛和真空下产生红外脉冲光的实验。结果表明，虽然与在空气中进行的测量相比，空气本身产生的等离子体受到抑制，但在强度或脉冲宽度方面没有发现显着的优势。因此，引入亚微秒时间分辨FT-IR的红外光是在空气中产生的。对于 FT-IR 测量，使用红外传输光纤（硫属化物类型）代替市售 FT-IR（PerkinElmer Spectrum 1000）光源中通常使用的钨灯。目前，激光等离子体的重复频率（30Hz）与FT-IR干涉仪的扫描频率（几十Hz）相比还不够快，这导致FT-IR获得的干涉图的强度变化较大。没有得到满意的信号。未来，我们计划使用高重复频率的激光器进行实验。此外，我们还寻找脉冲持续时间较短的物质。最短的介质是聚乙烯，其半宽为0.1μs。至于FT-IR的应用，很明显它可以用作亚微秒时间分辨光源，目前我们正处于尝试检测反应中间体的阶段。